[S-VC32] 活動的火山

[SVC32-02] 2015年桜島マグマ貫入イベントに伴う地盤変動のモデリング

*剣持 拓未¹、青木 陽介¹、井口 正人²、中道 治久³ (1.東京大学地震研究所、2.鹿児島市役所、3.京都大学防災研究所)

キーワード：地盤変動、GNSSキネマティック解析、桜島火山、ダイク貫入

マグマが深部から浅部へと移動すると，地表では地盤変動が観測される。マグマの動きを直接把握することができるため火山周辺の地盤変動観測は重要である。2015年8月15日に鹿児島県の桜島でマグマ貫入イベントが発生した。このイベントにおいて桜島島内に設置された多数の地盤変動観測点で地盤変動が観測された。Hotta et al.（2016）はこの地盤変動を南岳東側にダイクを推定することで説明した。先行研究は傾斜計やひずみ計で観測された地盤変動の詳細な時間発展を明らかにした。しかしながらGNSS観測点で観測された地盤変動の詳細な時間発展は明らかにしていない。そのため本研究は，GNSS解析と傾斜計の結果から詳細な地盤変動の時間発展を調べる。
本研究は京都大学防災研究所，国土地理院，気象庁が桜島島内とその周辺に設置したGNSS観測点および傾斜計のデータを使用した。初めにGNSSキネマティック解析を行い1秒もしくは30秒の観測エポックごとの座標値を得た。その後解析された座標値からマルチパスやコモンモードエラーなどのノイズを補正した（剣持他, 2024火山学会秋季大会）。pydeform (Munekane et al., 2016) を使用して，圧力源解析を行った。圧力源解析は半無限均質媒質を仮定し桜島の山体地形を考慮して行った（Willams and Wadge, 2000）。圧力源モデルはダイク（Okada, 1985）を仮定した。またモデルのパラメータ間のトレードオフを把握するためにマルコフ連鎖モンテカルロ（MCMC）法を用いた。GNSSキネマティック解析とノイズ補正で得られた水平変動はHotta et al.（2016)で解析された水平変動の日座標値の差と整合的であった。そのため，Hotta et al. (2016)で推定されたモデルパラメータを使用し，フォワード計算で圧力源解析を行った。地形を考慮した圧力源解析の結果，Hotta et al. (2016)で推定されたモデルは桜島の西側に設置された観測点で，観測結果よりモデルから期待される計算結果が小さくなった。地形を考慮した場合，先行研究のモデルは，このイベントで観測された地盤変動を十分に説明することができないことが明らかになった。そのため改めてインバージョン計算で圧力源解析を行った。その結果，南岳の東側の海面下0.7 km付近にダイクが推定された。このモデルは観測結果をよく説明できた。しかしながら深さ方向のパラメータと開口量の間にはトレードオフがあった。そのため，このモデルは深さ方向について十分に推定することができていない。これはGNSS観測点で上下成分の有意な地盤変動が観測されていないことが原因と考えられる。
座標値解析の結果，地盤変動の開始時刻が観測点ごとに異なることが明らかになった。観測時刻の違いは，水平方向へのマグマ貫入を示唆すると考えられる。そのため今後はマグマの水平貫入モデリングを行っていく予定である。
謝辞　本研究は国土地理院より提供されたGNSSデータ，気象庁より提供されたGNSSデータと傾斜計データを使用しました。ここに記して感謝いたします。