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[SVC50-18] 入戸・八戸・阿蘇4火砕流堆積物の分布と噴出量見積り
キーワード：火砕流、分布、噴出量、入戸、八戸、阿蘇4
大規模〜中規模火砕流堆積物の噴火直後の復元分布の推定は，大規模・中規模噴火による影響範囲の見積りや，火砕流の流動堆積機構の解明にとって必要不可欠である．また，火砕流堆積物の噴出量は，噴火の活動度評価や，地球物理学的・岩石学的な定量的評価を行うための重要な基本パラメータの1つである．ここでは，姶良カルデラ起源の入戸火砕流堆積物（30ka），十和田カルデラ起源の八戸火砕流堆積物（15ka），阿蘇カルデラ起源の阿蘇4火砕流堆積物(90ka; 2016年連合大会で暫定値を発表済み，再推定を実施)を対象に，噴火直後の復元分布図と噴出量推定を行った結果を示す．なお，火砕流に伴う降下テフラ（噴火に先行する降下テフラや火砕流起源のco-ignimbrite ash）の噴出量は今回の推定には含まれていない．
復元分布図の作成は以下の方法で行った．(1) 20万分の1地質図幅，5万分の1地質図幅，表層地質図，各種の出版済み文献等を元に，現存堆積物の分布図を作成，(2) ボーリングデータ(Kunijiban, Geo-station等を利用)，文献データ，地質図を元に，各地点での火砕流堆積物の上面高度，下面高度を読み取り，各地点での火砕流堆積物の層厚を推定，(3) 溶結部については密度を見積り，非溶結部としての層厚に換算（例えば，入戸火砕流堆積物では，非溶結部の密度を1,000kg/m3, 弱溶結部を1,700kg/m3，強溶結部を2,000kg/m3とし，溶結部では堆積物全体の3割が溶結しているとして，非溶結としての層厚に換算した），(4) 海域においては，噴火当時の海水準高度（入戸は-100m, 阿蘇4は-50m）を考慮し，噴火時の海水準高度を下げた上で，海底地形図を参照し分布図を作成した．その際に，分布限界については，例えば，入戸火砕流堆積物では，AT火山灰のみが分布し火砕流が到達していない地点をコントロールポイントとして，エナジーコーンモデルを用い，流下方向毎にパラメータを微調整し，分布限界を推定した．この時，火砕流は当時の海面を流走し，エナジーコーンで推定される分布限界に達した時点で停止するものとし，その後海中に流入し，乱泥流となってさらに海底深部に流れ込み分布域が拡大した部分は考慮していない．入戸火砕流堆積物の分布限界の推定で用いたエナジーコーンモデルのパラメータは，H/L=0.005-0.014，噴煙柱崩壊高度(Hc)=1050-1200mであった．噴出量推定は，復元分布図を元に5kmもしくは1kmメッシュ毎に，メッシュ内の火砕流堆積物の分布面積にメッシュ内のポイントデータの層厚値（最大，平均，最小）をかけて，それらの総和から算出した．
入戸火砕流の復元分布堆積物の体積(DRE)は，1kmメッシュ内の最大値で計算した場合は325km3, 平均値では200km3, 最小値では130km3となった．カルデラ内の堆積物を除いた場合は，250km3（最大），125km3(平均)，50km3(最小)となった．八戸火砕流堆積物の復元分布堆積物の体積(DRE)は，カルデラ内の堆積物を除いた場合，5kmメッシュで27km3(最大), 20km3(平均)，13km3(最小)となった．阿蘇4火砕流堆積物の復元分布堆積物の体積(DRE)は，5kmメッシュで530km3(最大)，370km3(平均)，200km3（最小）となった．カルデラ内の堆積物を除いた場合は，400km3(最大)，270km3(平均)，140km3(最小)となった．堆積物の層厚は当時よりも侵食で一部減少していることを考慮すると，火砕流の噴出量（降下物を除く）は，最大値〜平均値程度であると考えられる．今後は，火砕流堆積物の堆積原面をより正確に推定し，それを包含する形で火砕流堆積物の上面地形をうまく復元するとともに，噴火前の基底面の地形を精度良く求めること，海域に流入した火砕流の場合，その分布限界を精度良く見積もることが，大規模火砕流堆積物の噴出量推定において重要になると考えられる（以上の推定値は暫定値であり，今後の検討により値が変わる可能性がある）．
本研究の成果は，原子力規制庁からの平成27年度及び28年度原子力施設等防災対策等委託費「火山影響評価に係わる技術的知見の整備」として実施したものである.
復元分布図の作成は以下の方法で行った．(1) 20万分の1地質図幅，5万分の1地質図幅，表層地質図，各種の出版済み文献等を元に，現存堆積物の分布図を作成，(2) ボーリングデータ(Kunijiban, Geo-station等を利用)，文献データ，地質図を元に，各地点での火砕流堆積物の上面高度，下面高度を読み取り，各地点での火砕流堆積物の層厚を推定，(3) 溶結部については密度を見積り，非溶結部としての層厚に換算（例えば，入戸火砕流堆積物では，非溶結部の密度を1,000kg/m3, 弱溶結部を1,700kg/m3，強溶結部を2,000kg/m3とし，溶結部では堆積物全体の3割が溶結しているとして，非溶結としての層厚に換算した），(4) 海域においては，噴火当時の海水準高度（入戸は-100m, 阿蘇4は-50m）を考慮し，噴火時の海水準高度を下げた上で，海底地形図を参照し分布図を作成した．その際に，分布限界については，例えば，入戸火砕流堆積物では，AT火山灰のみが分布し火砕流が到達していない地点をコントロールポイントとして，エナジーコーンモデルを用い，流下方向毎にパラメータを微調整し，分布限界を推定した．この時，火砕流は当時の海面を流走し，エナジーコーンで推定される分布限界に達した時点で停止するものとし，その後海中に流入し，乱泥流となってさらに海底深部に流れ込み分布域が拡大した部分は考慮していない．入戸火砕流堆積物の分布限界の推定で用いたエナジーコーンモデルのパラメータは，H/L=0.005-0.014，噴煙柱崩壊高度(Hc)=1050-1200mであった．噴出量推定は，復元分布図を元に5kmもしくは1kmメッシュ毎に，メッシュ内の火砕流堆積物の分布面積にメッシュ内のポイントデータの層厚値（最大，平均，最小）をかけて，それらの総和から算出した．
入戸火砕流の復元分布堆積物の体積(DRE)は，1kmメッシュ内の最大値で計算した場合は325km3, 平均値では200km3, 最小値では130km3となった．カルデラ内の堆積物を除いた場合は，250km3（最大），125km3(平均)，50km3(最小)となった．八戸火砕流堆積物の復元分布堆積物の体積(DRE)は，カルデラ内の堆積物を除いた場合，5kmメッシュで27km3(最大), 20km3(平均)，13km3(最小)となった．阿蘇4火砕流堆積物の復元分布堆積物の体積(DRE)は，5kmメッシュで530km3(最大)，370km3(平均)，200km3（最小）となった．カルデラ内の堆積物を除いた場合は，400km3(最大)，270km3(平均)，140km3(最小)となった．堆積物の層厚は当時よりも侵食で一部減少していることを考慮すると，火砕流の噴出量（降下物を除く）は，最大値〜平均値程度であると考えられる．今後は，火砕流堆積物の堆積原面をより正確に推定し，それを包含する形で火砕流堆積物の上面地形をうまく復元するとともに，噴火前の基底面の地形を精度良く求めること，海域に流入した火砕流の場合，その分布限界を精度良く見積もることが，大規模火砕流堆積物の噴出量推定において重要になると考えられる（以上の推定値は暫定値であり，今後の検討により値が変わる可能性がある）．
本研究の成果は，原子力規制庁からの平成27年度及び28年度原子力施設等防災対策等委託費「火山影響評価に係わる技術的知見の整備」として実施したものである.