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[O11-P15] 指宿火山群での噴気観測による地下モデルの提唱
キーワード：水蒸気噴火、火山ガス、地震、SO2/H2S変動
1.はじめに
我々は水蒸気噴火の予測を目指し，Fig.1のように2000年に入り有感地震が増加している活火山「池田・山川」の中央に位置する指宿火山群において2022年から継続的な火山ガス観測に着手した。調査地は，熱水活動が活発でかつ，火山ガスを安全に採取できる指宿火山群の権現変質帯，南迫田変質帯，鰻池変質帯の三カ所を選び，（Fig.2参照）簡易法を用いた定期観測で火山性地震と火山ガスの組成比変動を評価し，火山活動の予知に挑みたい。
2.方法
2021年から，一ヶ月毎の定期観測を行っている。測定する成分は，マグマを起源とするCO₂・SO2，熱水を起源とするH2Sである。CO2,H2Sは，チャック付きポリ袋を用いた希釈し，ガスセンサー，気体検知管を併用し，校正しながら測定した。（Fig.3）SO2は,低濃度なので採取したシリンジの中で空気希釈を行って測定する。凝結水・温泉水を採取し，溶けている火山ガスを，自作の吸光光度計による比濁法で測定した。
3.結果と考察
①火山ガス組成変動
Fig.1のように指宿市の直下地震は,火山活動を起源とする火山性地震である可能性がある。そこで，SO2/H2S，CO2/H2Sを有感地震と比較するためにFig.5，6を作成した。グラフのSO2/H2S変動は，3地点が2023年11月15日の権現直下の浅い地震（地殻変動）を境に大きく減少を増加に転じており，地殻に働く応力が地震によって解放され，マグマ起因のSO2が地下から上昇したと考えられる。一方、Fig.6では，2023年11月15日の地震の影響は鰻池のみ見られ，他の二点の変動が少ない。
②指宿火山群の熱水だまりモデル
NEDO報告書2）3）によると火山ガスは地下のマグマから構造線や断層に沿って上昇し，噴気孔から噴出する。一方、熱水は海水や湖水がしみ込んでできた地下水が鰻池変質帯の下で暖められ，上昇して大量の熱水だまりができ，そこから南迫田、権現変質帯へ透水層を通って移流すると考えられている。特に鰻池変質帯は鰻池湖岸にあり，熱水起源のH2S濃度が高いことから考えると，大きな熱水だまりが地下の浅い位置にあり，この豊富な熱水量のためにSO2は溶解し，通常の噴気中のSO2濃度が３地点で最も低いと考えられる。これらのことを元にFig.7のようなモデルを提唱する。
一方、南迫田変質帯の露頭は，３地点の中で最も乾燥しており，地表に温泉水や泥水は他の2地点に比べ少ない。また，権現変質帯の地下の熱水だまりも南迫田と同じ鰻池直下の帯水層から供給2)される。さらに，権現直下地震の直前に，権現だけではなく鰻池にもSO2の上昇が見られた。これらのことから，地震直前SO2の上昇は，貫入岩である深成岩の破壊によるものではなく，応力の解放によって発生した可能性が考えられ，Fig.8のようなモデルを提唱する。
③直下地震による火山ガスの移流を示すモデルの提唱
②のように権現直下の地震によって指宿火山群のSO2の上昇を説明するために，Fig.9のような地下モデルを提唱した。これは，マグマ由来の火山ガス（SO2）の上昇が，地殻の応力により妨げられ，地震による地殻の破壊によって上昇し,噴気孔に放出されるというものである。このことから,マグマ由来の火山ガスは普段は減少する傾向があり,地震が起こると増加する傾向があると推測される。
4 今後の課題
①火山ガス・温泉水の定期観測を継続し，機器による連続観測を目指す。
②今後も火山ガス各成分濃度と火山性地震の関連性を調べ，モデルの検証を進める。
これらを通じて活火山「池田・山川」の火山活動の予測繋がる長期的なデータの蓄積に励む。4 今後の課題
今後も，火山ガス・温泉水の定期観測を継続し，機器による連続観測を目指していきたい。
5 参考文献
1) 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)，地熱開発促進調査報告書「辻之岳地域」,2001.3
2) NEDO，地熱開発促進調査中間報告書「池田湖東部地域（第一次）」，2008.3
3) 気象庁震度データベース検索
4) https://gbank.gsj.jp/volcano/Act_Vol/
5) 代田 寧 他，箱根山火山ガス組成による火山活動予測，地学雑誌，2021783-796
6) 平林順一，火山ガス災害と化学的噴火予知の現状，火山，第2集第30巻（1986），S327～S338
我々は水蒸気噴火の予測を目指し，Fig.1のように2000年に入り有感地震が増加している活火山「池田・山川」の中央に位置する指宿火山群において2022年から継続的な火山ガス観測に着手した。調査地は，熱水活動が活発でかつ，火山ガスを安全に採取できる指宿火山群の権現変質帯，南迫田変質帯，鰻池変質帯の三カ所を選び，（Fig.2参照）簡易法を用いた定期観測で火山性地震と火山ガスの組成比変動を評価し，火山活動の予知に挑みたい。
2.方法
2021年から，一ヶ月毎の定期観測を行っている。測定する成分は，マグマを起源とするCO₂・SO2，熱水を起源とするH2Sである。CO2,H2Sは，チャック付きポリ袋を用いた希釈し，ガスセンサー，気体検知管を併用し，校正しながら測定した。（Fig.3）SO2は,低濃度なので採取したシリンジの中で空気希釈を行って測定する。凝結水・温泉水を採取し，溶けている火山ガスを，自作の吸光光度計による比濁法で測定した。
3.結果と考察
①火山ガス組成変動
Fig.1のように指宿市の直下地震は,火山活動を起源とする火山性地震である可能性がある。そこで，SO2/H2S，CO2/H2Sを有感地震と比較するためにFig.5，6を作成した。グラフのSO2/H2S変動は，3地点が2023年11月15日の権現直下の浅い地震（地殻変動）を境に大きく減少を増加に転じており，地殻に働く応力が地震によって解放され，マグマ起因のSO2が地下から上昇したと考えられる。一方、Fig.6では，2023年11月15日の地震の影響は鰻池のみ見られ，他の二点の変動が少ない。
②指宿火山群の熱水だまりモデル
NEDO報告書2）3）によると火山ガスは地下のマグマから構造線や断層に沿って上昇し，噴気孔から噴出する。一方、熱水は海水や湖水がしみ込んでできた地下水が鰻池変質帯の下で暖められ，上昇して大量の熱水だまりができ，そこから南迫田、権現変質帯へ透水層を通って移流すると考えられている。特に鰻池変質帯は鰻池湖岸にあり，熱水起源のH2S濃度が高いことから考えると，大きな熱水だまりが地下の浅い位置にあり，この豊富な熱水量のためにSO2は溶解し，通常の噴気中のSO2濃度が３地点で最も低いと考えられる。これらのことを元にFig.7のようなモデルを提唱する。
一方、南迫田変質帯の露頭は，３地点の中で最も乾燥しており，地表に温泉水や泥水は他の2地点に比べ少ない。また，権現変質帯の地下の熱水だまりも南迫田と同じ鰻池直下の帯水層から供給2)される。さらに，権現直下地震の直前に，権現だけではなく鰻池にもSO2の上昇が見られた。これらのことから，地震直前SO2の上昇は，貫入岩である深成岩の破壊によるものではなく，応力の解放によって発生した可能性が考えられ，Fig.8のようなモデルを提唱する。
③直下地震による火山ガスの移流を示すモデルの提唱
②のように権現直下の地震によって指宿火山群のSO2の上昇を説明するために，Fig.9のような地下モデルを提唱した。これは，マグマ由来の火山ガス（SO2）の上昇が，地殻の応力により妨げられ，地震による地殻の破壊によって上昇し,噴気孔に放出されるというものである。このことから,マグマ由来の火山ガスは普段は減少する傾向があり,地震が起こると増加する傾向があると推測される。
4 今後の課題
①火山ガス・温泉水の定期観測を継続し，機器による連続観測を目指す。
②今後も火山ガス各成分濃度と火山性地震の関連性を調べ，モデルの検証を進める。
これらを通じて活火山「池田・山川」の火山活動の予測繋がる長期的なデータの蓄積に励む。4 今後の課題
今後も，火山ガス・温泉水の定期観測を継続し，機器による連続観測を目指していきたい。
5 参考文献
1) 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)，地熱開発促進調査報告書「辻之岳地域」,2001.3
2) NEDO，地熱開発促進調査中間報告書「池田湖東部地域（第一次）」，2008.3
3) 気象庁震度データベース検索
4) https://gbank.gsj.jp/volcano/Act_Vol/
5) 代田 寧 他，箱根山火山ガス組成による火山活動予測，地学雑誌，2021783-796
6) 平林順一，火山ガス災害と化学的噴火予知の現状，火山，第2集第30巻（1986），S327～S338