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[SVC32-P22] 伊豆大島火山における土壌拡散二酸化炭素放出率の連続観測
キーワード：土壌拡散ガス放出、二酸化炭素、伊豆大島火山
火山ガス放出は噴煙や噴気が主であるが，火山体土壌からの目に見えない放出形態である土壌拡散ガス放出（soil diffuse degassing）が存在する．注目されるガス種は主に二酸化炭素である．土壌拡散ガス放出の存在が初めて認識されたのは1980年代後半であり（Baubron et al., 1990; Allard et al., 1991），以後世界中の火山で観測が行われてきた（Burton et al., 2013; Werner et al., 2019）．
伊豆大島では，2007年以降10年間で8回の繰り返し観測が実施されてきた（Hernández Pérez et al., 2016）．2007年の観測では，島内全域での観測が実施され，以降は三原山山頂域で繰り返し観測が実施された．これらの結果について，三原山山頂での単位面積あたり放出率の高い領域は，三原山のリム周辺に見られ，特にA火口南西側の噴気周辺と剣ヶ峰の西側の噴気およびB火口周辺に集中し，単位面積あたり放出率は数百から数千g m–2 day–1程度の値を示した．また，三原山山頂域の総放出率は，地震回数の増減とおおむね対応しているように見られ，2007年，2010年，2011年は15–30 ton day–1程度の値に対して，2009年と2012年以降の観測では5 ton day–1程度と低くなっている．この理由としては，深部での応力変動が火山体内での流体圧の変動をもたらしていると解釈された．
繰り返し観測では，データの時間分解能に限界があるとともに，観測された放出率への気象条件の影響の評価が難しい．そこで，2018年9月に三原山山頂のA火口南西側の噴気地帯の端に，連続観測装置を次世代火山研究・人材育成総合プロジェクトにより設置した．データは1時間に1回測定され，東京大学に設置されたサーバーに転送されている．合わせて，放出率に変動を与える気象要素（気温，気圧，湿度，風速，風向，降水量，地温，土壌水分量の8項目）も測定している．観測は，山頂部の厳しい気象条件による装置の故障やコロナ禍の影響により2020年に中断したが，2023年12月に復旧させた．しかし，2024年9月に再び故障し，再度の復旧を試みている．
観測の結果，気象条件を取得できている2018年9月からの10ヶ月間と，復旧後の2023年12月からの10ヶ月間のデータを見ると，放出率のベースラインは50–200 g m–2 day–1程度の値で推移しており，低気圧の通過時や風速の高い時などには数倍から10倍程度の放出率の上昇が見られた．これらの変動は，先行研究（Viveiros et al., 2008; Carapezza et al., 2009; Laiolo et al., 2016; Morita et al., 2019）で見られたような気圧低下や風速増加と放出率増加との対応関係と類似しており，伊豆大島においても土壌二酸化炭素放出率には気象条件の変化による変動が大きく影響していることを示唆する．
今後は，連続観測を継続していくことで，気象条件の影響による変動を定量的に評価するとともに，繰り返し観測の継続や新たな連続観測装置の設置により，火山活動に起因する土壌二酸化炭素放出率の変動について評価する必要がある．
伊豆大島では，2007年以降10年間で8回の繰り返し観測が実施されてきた（Hernández Pérez et al., 2016）．2007年の観測では，島内全域での観測が実施され，以降は三原山山頂域で繰り返し観測が実施された．これらの結果について，三原山山頂での単位面積あたり放出率の高い領域は，三原山のリム周辺に見られ，特にA火口南西側の噴気周辺と剣ヶ峰の西側の噴気およびB火口周辺に集中し，単位面積あたり放出率は数百から数千g m–2 day–1程度の値を示した．また，三原山山頂域の総放出率は，地震回数の増減とおおむね対応しているように見られ，2007年，2010年，2011年は15–30 ton day–1程度の値に対して，2009年と2012年以降の観測では5 ton day–1程度と低くなっている．この理由としては，深部での応力変動が火山体内での流体圧の変動をもたらしていると解釈された．
繰り返し観測では，データの時間分解能に限界があるとともに，観測された放出率への気象条件の影響の評価が難しい．そこで，2018年9月に三原山山頂のA火口南西側の噴気地帯の端に，連続観測装置を次世代火山研究・人材育成総合プロジェクトにより設置した．データは1時間に1回測定され，東京大学に設置されたサーバーに転送されている．合わせて，放出率に変動を与える気象要素（気温，気圧，湿度，風速，風向，降水量，地温，土壌水分量の8項目）も測定している．観測は，山頂部の厳しい気象条件による装置の故障やコロナ禍の影響により2020年に中断したが，2023年12月に復旧させた．しかし，2024年9月に再び故障し，再度の復旧を試みている．
観測の結果，気象条件を取得できている2018年9月からの10ヶ月間と，復旧後の2023年12月からの10ヶ月間のデータを見ると，放出率のベースラインは50–200 g m–2 day–1程度の値で推移しており，低気圧の通過時や風速の高い時などには数倍から10倍程度の放出率の上昇が見られた．これらの変動は，先行研究（Viveiros et al., 2008; Carapezza et al., 2009; Laiolo et al., 2016; Morita et al., 2019）で見られたような気圧低下や風速増加と放出率増加との対応関係と類似しており，伊豆大島においても土壌二酸化炭素放出率には気象条件の変化による変動が大きく影響していることを示唆する．
今後は，連続観測を継続していくことで，気象条件の影響による変動を定量的に評価するとともに，繰り返し観測の継続や新たな連続観測装置の設置により，火山活動に起因する土壌二酸化炭素放出率の変動について評価する必要がある．