[S-VC32] 活動的火山

[SVC32-P21] 箱根火山における火山ガスのCO₂/H₂S比の連続観測

*外山 浩太郎¹、代田 寧²、二宮 良太¹、栗原 亮¹、板寺 一洋¹、大場 武³ (1.神奈川県温泉地学研究所、2.神奈川県環境科学センター、3.東海大学)

キーワード：火山ガス、箱根火山、連続観測、CO2/H2S比

神奈川県西部に位置する箱根火山では、2015 年に大涌谷でごく小規模な水蒸気噴火が発生した。いくつかの先行研究は、箱根火山の活発化（地震増加・地殻変動）に連動した、火山ガスの二酸化炭素(CO₂)と硫化水素(H₂S)の濃度比（CO₂/H₂S比）の変化を報告した（Ohba et al., 2019; Mannen et al., 2021）。しかしながら、従来の火山ガスのCO₂/H₂S比の観測では、現地調査が必須であるため、得られるデータの時間解像度が低いこと（多くても月に1回の観測）、火山活動が活発化すると立入規制によりデータの取得が困難になることなどの問題点がある。本研究の目的は、火山ガスの組成（主としてCO₂とH₂S）を高時間解像度で連続観測可能なシステムを構築し、運用することである。

連続観測システムの設置場所は、箱根火山の中央火口丘である大涌谷から約300m北側に位置する上湯噴気地帯である。連続観測システムの構成と観測条件については、外山ほか（2023）に示している。CO₂濃度をLI-COR社製の非分散型赤外線吸収分析計LI-840Aで、H₂S濃度を光明理化学工業株式会社製の定電位電解式硫化水素センサーKHS-5Pで測定した。測定部への火山ガスの導入は、毎時00分から10分まで10分間実施し、残りの50分間は流路等のクリーニングのため大気を導入した。

大涌谷周辺の火山ガスについて、CO₂はマグマ由来、H₂Sは熱水系由来と考えられている（Ohba et al., 2019）。得られたCO₂/H₂S濃度比（20から95）を検知管法での値と比較したところ、両者は同程度の値であり、時間変化の傾向も整合的であったことから、本連続観測システムでの観測値は、妥当であると考えられる。CO₂/H₂S比の顕著な変動が、2023年4月（期間①）と2023年7月から12月（期間②）に見られた。期間①では4月初旬から4月中旬にかけて45から95へと大きく上昇し、その後4月下旬にかけて40へと低下した。期間②では7月から10月にかけて40から85へと上昇し、その後12月にかけて50へと低下した。これらの変動期間において、H₂S濃度に大きな変化はなく、CO₂濃度の上昇が観察されており、マグマ起源ガスの関与の可能性を示す。

ガスの組成変化を物理観測結果と比較したところ、期間①について、地殻変動は観察されなかったが、期間①の直後に地震回数が増加した。一方で、期間②におけるCO₂/H₂S比の上昇のタイミングが、小田原-裾野2間の基線長の伸びと連動していた。このような違いは、期間①と期間②で見られたCO₂/H₂S比の変動を引き起こした要因の違いを反映していると考えられる。

参考文献: Ohba et al. (2019）EPS, 71, 48.; Mannen et al. (2021）EPS, 73, 80.; 外山ほか（2023） JpGU2023, SVC33-P06.