特 定 火 山 ( 阿 蘇 山 ) 取 りまとめ 案 資 料 (3) 測 地 学 分 科 会 火 山 部 会 レビュー 調 査 検 討 委 員 会 ( 第 5 回 ) H18.3.24 1. 火 山 活 動 の 状 況 阿 蘇 山 は 有 史 以 来 頻 繁 に 噴 火 している 我 が 国 有 数 の 活 火 山 である 近 年 は 中 岳 第 1 火 口 での 活 動 が 中 心 で 1958 年 1979 年 には 爆 発 的 噴 火 によって 犠 牲 者 を 出 している 1989~1991 年 のストロンボリ 式 噴 火 の 後 も 土 砂 噴 出 などのやや 活 発 な 火 山 活 動 が 時 折 見 られていた 中 岳 第 1 火 口 では 最 近 約 10 年 間 湯 溜 まり 状 態 が 続 いているが 2003 年 前 半 から 湯 溜 まりの 温 度 が 次 第 に 上 昇 し 6 月 からその 量 の 減 少 が 見 られるようになるなか 7 月 に 小 噴 火 が 発 生 した この 噴 火 による 降 下 火 山 灰 は 中 岳 から 東 北 東 14kmの 地 点 まで 到 達 し その 総 量 は 約 130トンであった その 後 も 降 水 による 一 時 的 な 湯 溜 まり 量 の 増 加 はあるものの 全 般 的 には 湯 溜 まりの 温 度 は 高 く その 量 は 徐 々に 減 少 していっ た 2004 年 1 月 にもごく 小 さい 噴 火 が 発 生 して 火 口 外 に 火 山 灰 を 噴 出 2005 年 4 月 にも 同 様 の 噴 火 が 発 生 した さらに 2005 年 5 月 には 火 口 底 に 赤 熱 が 見 られるようになっ た 赤 熱 現 象 はその 後 台 風 による 降 水 によって2005 年 9 月 には 見 えなくなったが 依 然 として 湯 溜 まりの 温 度 は 高 い 状 態 が 続 いている 2. 火 山 活 動 に 対 する 対 応 (1) 実 施 状 況 気 象 庁 は 阿 蘇 山 の 火 山 活 動 を 24 時 間 監 視 するとともに 定 期 的 に 火 口 の 状 況 の 現 地 調 査 を 繰 り 返 し 行 って 火 山 活 動 の 推 移 の 把 握 に 努 めた 一 方 大 学 国 土 地 理 院 産 業 技 術 総 合 研 究 所 なども 各 種 の 観 測 調 査 を 実 施 した 地 震 については 気 象 庁 と 大 学 が 常 設 の 地 震 観 測 網 による 常 時 観 測 を 実 施 し 火 山 性 微 動 の 発 生 状 況 ( 気 象 庁 )や 微 動 振 幅 の 変 動 を 計 測 した( 大 学 ) また 大 学 は 広 帯 域 地 震 計 を 火 口 周 辺 に 設 置 して 微 動 の 臨 時 観 測 を 行 った( 大 学 ) 地 殻 変 動 については 国 土 地 理 院 が 電 子 基 準 点 による GPS 連 続 観 測 を 継 続 する( 国 土 地 理 院 )とともに 国 土 地 理 院 と 気 象 庁 が GPS の 繰 り 返 し 観 測 を 実 施 した( 国 土 地 理 院 気 象 庁 ) また 大 学 も GPS 観 測 点 を 火 口 周 辺 に 増 設 して 観 測 を 強 化 した さ らに 国 土 地 理 院 は 2003 平 成 15 年 と 200416 年 に 水 準 測 量 を 実 施 した 電 磁 気 熱 についても 観 測 の 強 化 がはかられた 気 象 庁 は 従 来 の 2 地 点 に 加 え 2002 年 から 新 たに 火 口 縁 西 側 に 2 点 の 全 磁 力 連 続 観 測 点 を 追 加 して 観 測 を 開 始 した ほかのに 加 え 地 下 の 熱 源 を 推 定 する 目 的 で 空 間 的 な 地 磁 気 変 化 分 布 を 把 握 するため に 2003 年 から 火 口 縁 及 びその 周 辺 に 新 たに 19 点 の 全 磁 力 の 繰 り 返 し 観 測 点 を 設 置 し 既 設 点 3 点 をあわせ 計 22 点 で 年 2 回 程 度 の 頻 度 で 観 測 を 開 始 した 一 方 大 学 は これまでの 火 口 周 辺 における 全 磁 力 観 測 に 加 えて 全 磁 力 変 化 を 空 間 的 に 高 精 度 で 把 握 するために 2000 年 以 降 5 回 の 繰 り 返 し 空 中 磁 気 測 定 を 行 った これらの 観 測 のほかに 大 学 は 火 口 内 における 熱 活 動 の 活 発 化 を 把 握 する 目 的 で 熱 水 対 流 の 強 さを 自 然 電 位 変 化 によって 推 定 するためゼータ 電 位 に 関 する 基 礎 的 研 究 を 実 施 した ( 大 学 ) また 火 口 における 赤 熱 現 象 を 正 確 に 捉 えるために ビデオカメラのナイ トショットモードを 利 用 して 近 赤 外 領 域 において 地 表 面 温 度 を 正 確 に 測 定 する 方 法 1
を 開 発 して 測 定 した( 大 学 ) 地 球 化 学 観 測 については 大 学 により 火 山 ガスおよび 温 泉 観 測 が 実 施 された 火 山 ガスについては 相 関 スペクトロメータ(COSPEC) 赤 外 分 光 放 射 計 (FT-IR)およ び 小 型 放 出 量 測 定 装 置 (DOAS)を 用 いて 二 酸 化 イオウ(SO 2 ) 等 の 遠 隔 測 定 を 実 施 した ほか 中 岳 第 1 火 口 の 南 側 壁 面 では 噴 気 地 帯 の 地 面 を 赤 外 光 の 光 源 として 利 用 し 赤 外 分 光 放 射 計 (FT-IR)をもちいて 火 山 ガス 組 成 比 の 測 定 を 赤 外 吸 収 分 光 法 で 行 っ た また 2005 年 7 月 と11 月 には 開 発 中 の 紫 外 分 光 計 を 用 いた SO 2 と 硫 化 水 素 (H 2 S) 濃 度 同 時 測 定 装 置 のテストを 行 った 温 泉 観 測 については 2003 年 7 月 の 小 噴 火 以 降 温 泉 水 の 温 度 PH 主 成 分 濃 度 溶 存 炭 酸 ガス 濃 度 等 の 繰 り 返 し 観 測 を 開 始 した 地 質 噴 出 物 については 産 業 技 術 総 合 研 究 所 が 野 外 調 査 を 実 施 し 噴 出 物 の 把 握 に 努 めるとともに 採 取 試 料 の 形 態 観 察 EPMA 分 析 ガラス 中 の S H20 濃 度 分 析 を 行 った( 産 総 研 ) これらの 観 測 結 果 は 火 山 情 報 等 で 定 期 的 に 発 表 するとともに 火 山 灰 の 噴 出 等 の 噴 火 に 際 しては 臨 時 火 山 情 報 等 で 注 意 を 呼 びかけた( 気 象 庁 ) また 2003 年 11 月 からは 火 山 活 動 度 レベルの 提 供 を 開 始 した 阿 蘇 山 のレベルは 本 期 間 概 ね2(やや 活 発 な 火 山 活 動 )であったが 小 噴 火 の 発 生 に 際 して 一 時 的 にレベル3( 小 規 模 噴 火 の 発 生 )に 引 き 上 げた( 気 象 庁 ) 火 山 噴 火 予 知 連 絡 会 は 阿 蘇 山 について 定 例 会 議 において 適 宜 重 点 討 議 火 山 とし て 取 り 上 げ 各 機 関 の 観 測 データのとりまとめを 行 い 火 山 活 動 の 総 合 評 価 結 果 を 公 表 した (2) 具 体 的 成 果 中 岳 第 1 火 口 内 の 湯 溜 まりの 湯 量 の 減 少 温 度 上 昇 土 砂 噴 出 等 の 表 面 活 動 の 監 視 観 測 や 火 山 性 微 動 の 発 生 状 況 全 磁 力 変 化 火 山 ガス 放 出 量 噴 出 物 の 分 析 等 から 阿 蘇 山 の 火 山 活 動 の 高 まりを 確 実 に 捉 えることができた 全 磁 力 連 続 観 測 では 中 岳 第 1 火 口 の 熱 的 活 動 の 高 まりを 示 す 全 磁 力 変 化 を 観 測 することができた( 気 象 庁 ) また 1998 年 から 継 続 している 熱 消 磁 は 次 第 に 頭 打 ちになりつつも 継 続 し 火 口 の 地 下 およそ 400m において 温 度 が 上 昇 していることが 明 らかになった( 大 学 ) 火 山 ガ ス 観 測 では 小 噴 火 にともなって SO 2 の 放 出 量 が 増 加 することしその 後 減 少 すること が 観 測 され SO 2 放 出 量 の 観 測 が 火 山 活 動 レベルの 把 握 に 有 効 であることが 再 確 認 さ れた また CO/CO 2 比 から 地 下 での 平 衡 温 度 が 少 なくとも 650 以 上 であること HCl/SO 2 比 変 化 から 火 山 ガス HCl が 湯 溜 まりの 水 または 地 下 水 に 選 択 的 に 取 り 除 かれ ていること などが 推 定 された( 大 学 ) また 噴 出 物 の 分 析 からは 2003 年 7 月 の 小 噴 火 の 火 山 灰 はが 褐 色 透 明 で 新 鮮 なかつ 均 質 な 化 学 組 成 を 持 つガラス 火 山 灰 を 少 量 含 み これらは 本 質 物 である 可 能 性 が 高 いことがわかった さらに ガラス 火 山 灰 の 硫 黄 濃 度 と 水 含 有 量 の 分 析 から 地 下 400m より 浅 いところでマグマが 急 冷 されて ガラスが 生 じたと 考 えられ マグマがかなり 浅 いところまで 上 昇 している 可 能 性 が 示 唆 された( 産 総 研 ) 一 方 地 殻 変 動 観 測 や 火 山 ガス 観 測 からは 阿 蘇 山 の 地 下 深 部 のマグマ 供 給 系 に 関 する 知 見 情 報 が 得 られた GPS 連 続 観 測 データを 用 いた 解 析 により 2003 年 と 2005 2
年 にカルデラ 中 央 部 が 盛 り 上 がる 地 殻 変 動 が 発 生 しており 力 源 は 深 部 にある 可 能 性 の 高 いことがわかった 一 方 また 水 準 測 量 や GPS 連 続 観 測 結 果 の 長 期 的 変 動 に 注 目 した 解 析 から 阿 蘇 カルデラは 全 体 として 沈 降 していることが 明 らかとなった( 国 土 地 理 院 ) 一 酸 化 炭 素 と 二 酸 化 炭 素 の 濃 度 比 (CO/CO 2 )からは 地 下 での 平 衡 温 度 が 少 なくとも 650 以 上 であると 推 定 された また 塩 化 水 素 と 二 酸 化 イオウの 濃 度 比 (HCl/SO 2 ) 変 化 から HCl が 湯 溜 まりの 水 または 地 下 水 に 選 択 的 に 取 り 除 かれている ことが 示 唆 された 火 山 活 動 の 把 握 に 関 する 成 果 の 他 に 観 測 システムや 解 析 手 法 の 改 良 においても 成 果 が 得 られたもなされた 全 磁 力 観 測 では 全 磁 力 変 化 に 含 まれる 電 離 圏 磁 気 圏 を 起 源 とする 変 動 除 去 のために 全 磁 力 成 分 の 他 に 地 磁 気 3 成 分 ( 南 北 東 西 鉛 直 ) を 使 用 した 確 率 差 分 法 を 適 用 することで 火 山 活 動 を 起 源 とする 地 磁 気 変 化 の 検 出 能 力 の 向 上 を 図 ることができた( 気 象 庁 ) 空 中 磁 気 測 定 についても 良 好 なデータ 再 現 性 が 確 認 され 10nT を 越 える 変 化 があった 場 合 には 高 精 度 に 変 化 をとらえることが 可 能 になった また SO 2 放 出 量 観 測 では 開 発 中 の 小 型 放 出 量 測 定 装 置 DOAS の 試 験 観 測 を 行 ない この 経 験 が 2004 年 9 月 の 浅 間 山 の 噴 火 に 生 かされた( 大 学 ) 火 山 活 動 の 一 時 的 な 活 発 化 に 際 して 気 象 庁 は 臨 時 火 山 情 報 を 発 表 して 同 時 に 火 山 活 動 度 レベルを3に 引 き 上 げ 地 元 自 治 体 による 火 口 周 辺 の 規 制 を 促 した また 地 元 自 治 体 は レベルの 引 き 下 げに 同 期 して 規 制 を 解 除 しており レベルと 防 災 対 応 が スムーズにリンクして 運 用 された 火 山 噴 火 予 知 連 絡 会 は 阿 蘇 山 について 適 宜 観 測 データをとりまとめ 火 山 活 動 の 総 合 的 評 価 を 行 い 熱 的 活 動 の 活 発 な 状 態 が 続 き さらに 活 発 化 すれば 噴 石 等 を 火 口 外 へ 放 出 する 噴 火 の 可 能 性 がある との 評 価 結 果 を 公 表 した 3. 今 後 の 課 題 と 展 望 従 来 からの 地 震 観 測 や 火 口 観 測 測 地 測 量 等 に 加 えて GPS や 全 磁 力 観 測 が 強 化 さ れるとともに 多 種 の 火 山 ガス 観 測 や 噴 出 物 調 査 分 析 が 精 力 的 に 実 施 され 阿 蘇 山 の 火 山 活 動 をより 的 確 に 把 握 できるようになったことは 評 価 できるが なお 多 くの 課 題 が 残 されており 今 後 も 引 き 続 き 観 測 調 査 の 充 実 と 観 測 体 制 の 強 化 が 必 要 である 特 に 全 磁 力 連 続 観 測 では 中 岳 第 1 火 口 の 熱 的 活 動 の 高 まりを 示 す 全 磁 力 変 化 を 捉 えており 火 山 活 動 の 把 握 に 有 効 であるが より 安 定 した 全 磁 力 観 測 のためには 地 下 埋 設 可 能 な 観 測 装 置 の 開 発 が 必 要 である その 上 で その 観 測 装 置 を 火 口 周 辺 に 多 数 展 開 すれば 高 い 時 間 空 間 分 解 能 で 地 下 温 度 の 昇 降 の 規 模 と 分 布 を 推 定 できると 考 え られる また 空 中 磁 気 測 定 による 地 下 の 温 度 変 化 の 推 定 も 対 地 高 度 50m 100m に おいて 10nT 以 上 の 変 化 があれば 可 能 であり 今 後 多 くの 火 山 において 実 験 を 繰 り 返 すことでこの 推 定 法 が 実 用 化 できる 可 能 性 がある 一 方 GPS 観 測 は 阿 蘇 火 山 深 部 の 圧 力 源 の 推 定 には 有 効 であったが 活 動 的 な 火 山 の 観 測 網 としてはまだ 観 測 点 数 が 十 分 ではない 機 関 をまたがる 観 測 データの 共 有 と 統 一 解 析 が 行 われることが 望 まし い また 火 山 ガスの 観 測 については 火 山 ガス 放 出 量 だけでなく 火 山 ガス 組 成 の 連 続 測 定 も 視 野 に 入 れた 新 しい 火 山 ガス 観 測 体 制 の 確 立 が 必 要 である 最 近 では 分 光 学 的 方 法 や 化 学 センサーを 用 いた 火 山 噴 煙 中 のガス 成 分 の 測 定 法 が 開 発 されてお 3
り この 新 技 術 を 導 入 すればガス 組 成 の 連 続 測 定 が 可 能 になると 考 えられる 噴 出 物 については 新 たな 噴 火 で 放 出 された 火 山 灰 が 新 しいマグマに 由 来 するものか 否 か を 判 断 するためには 近 年 の 噴 火 による 火 山 灰 の 形 態 的 特 徴 や 化 学 組 成 揮 発 性 物 質 の 量 水 和 層 の 有 無 などの 情 報 が 不 可 欠 であるが データは 少 ない 今 後 過 去 の 噴 出 物 についてもデータを 蓄 積 し 今 後 の 噴 火 に 備 える 必 要 がある 多 項 目 観 測 調 査 により 阿 蘇 山 の 火 山 活 動 の 高 まりを 捉 えることには 成 功 した しかし 観 測 結 果 の 解 釈 についても 課 題 が 残 されている およびそれに 基 づく 活 動 予 測 は 未 だに 困 難 である 阿 蘇 カルデラの 長 期 的 沈 降 の 意 味 時 々 発 生 する 山 体 の 膨 張 と 火 山 活 動 の 関 連 性 は 明 らかでなく その 解 明 が 必 要 である また 阿 蘇 山 におい ては 火 口 の 噴 気 温 度 が 数 100 以 上 となっても 噴 火 にいたるとは 限 らない このよ うな 現 象 で 火 山 流 体 がどのように 上 昇 し 放 出 されているかを 定 量 的 に 研 究 する 必 要 がある さらに 2005 年 現 在 まで 熱 的 には 活 発 な 状 態 が 続 いたているが SO 2 放 出 量 は 2003 年 7 月 の 噴 火 以 降 減 少 傾 向 にある 火 山 活 動 の 予 測 の 確 度 を 上 げるためには このような 観 測 事 実 を 整 合 的 に 説 明 する 物 理 化 学 モデルの 構 築 が 必 要 である 火 山 情 報 の 発 信 に 関 しては 火 山 活 動 度 レベル3と 火 口 周 辺 の 規 制 がリンクしスム ーズな 防 災 対 応 が 行 われているが レベルの 判 断 基 準 についてはこの 間 火 山 活 動 の 進 行 を 見 ながら 適 宜 見 直 しながら 運 用 してきた 今 後 も 火 山 活 動 度 レベルの 判 断 基 準 等 は 改 善 していく 必 要 がある 図.1996-2006 年 の 各 種 観 測 量 ( 気 象 庁 観 測 データ 京 大 全 磁 力 九 大 SO 2 )の 比 較 4
< 特 定 火 山 論 文 リスト > ( 査 読 論 文 ) 村 上 亮 小 沢 慎 三 郎 (2004) GPS 連 続 観 測 による 日 本 列 島 上 下 地 殻 変 動 とその 意 義, 地 震,57,209-231. Hase, H., Hashimoto, T., Sakanaka, S., Kanda, W., Tanaka, Y. (2005) Hydrothermal system beneath Aso volcano as inferred from self-potential mapping and resistivity structure. J. Volcano. Geotherm. Res., 143, 259-277 Hase H., Ishido, T., Takakura, S., Hashimoto, T., Sato, K., Tanaka, Y. (2003) Zeta potential measurement of volcanic rocks from Aso caldera. Geophys. Res. Lett., 30, 2210, doi:10.1029/2003gl018694 Saito, T., Sakai, S., Iizawa, I., Suda, E., Umetani, K., Katsuya Kaneko, K., Furukawa, Y., Ohkura, T. (2004) A new technique of radiation thermometry using a consumer digital camcorder: Observations of red glow at Aso volcano, Japan. Earth Planets Space, 57, e5-e8 筒 井 智 樹 須 藤 靖 明 森 健 彦 勝 俣 啓 田 中 聡 及 川 純 戸 松 稔 貴 松 尾 の り 道 松 島 健 宮 町 宏 樹 西 潔 藤 原 善 明 平 松 秀 行 (2003) 阿 蘇 火 山 中 央 火 口 丘 山 体 の 3 次 元 地 震 波 速 度 構 造. 火 山,48,293-307 宮 縁 育 夫 星 住 英 夫 高 田 英 樹 渡 辺 一 徳 徐 勝 (2003) 阿 蘇 火 山 における 過 去 約 9 万 年 間 の 降 下 軽 石 堆 積 物 火 山 vol.48 p.195-214. 宮 縁 育 夫 星 住 英 夫 渡 辺 一 徳 (2004) 阿 蘇 火 山 における 更 新 世 末 期 AT 火 山 灰 以 降 のテフラ 層 序. 火 山 vol.49 p.51-64. ( 査 読 なし 報 告 書 類 ) 藤 井 郁 子 (2004) 確 率 差 分 法 を 用 いた 火 山 性 全 磁 力 変 動 の 抽 出 方 法. 地 磁 気 観 測 所 テクニカルレポート,2,1-17. 気 象 庁 地 磁 気 観 測 所 福 岡 管 区 気 象 台 (2005) 阿 蘇 山 における 地 磁 気 全 磁 力 変 化, 火 山 噴 火 予 知 連 絡 会 会 報,90,115-117. 国 土 地 理 院 (2004) 阿 蘇 山 周 辺 の 地 殻 変 動, 火 山 噴 火 予 知 連 絡 会 会 報,86,120-122. 長 谷 英 彰 高 倉 伸 一 石 戸 経 士 佐 藤 佳 子 橋 本 武 志 田 中 良 和 大 倉 敬 宏 (2002) 阿 蘇 山 における 岩 石 のゼータ 電 位 測 定, 京 都 大 学 防 災 研 究 所 年 報, 45B, 645-656 Hashimoto, T., Ikebe, S., Yoshikawa, S. (2002) Water level of the crater lake (Yudamari) of Nakadake, Aso Volcano. Ann. Rep. FY 2002 Inst. Geotherm. Sci., Grad. Sch. Sci. Kyoto Univ., 11-12 橋 本 武 志 田 中 良 和 宇 津 木 充 (2001) 阿 蘇 火 山 における 地 磁 気 変 化 について(1991 2000 年 ). 京 都 大 防 災 研 年 報,44, B-1, 333-343 九 州 大 学 地 震 火 山 観 測 研 究 センター(2004) 阿 蘇 火 山 における 地 球 化 学 的 観 測 (~ 2004 年 1 月 ). 噴 火 予 知 連 会 報,87,83-87 九 州 大 学 地 震 火 山 観 測 研 究 センター(2004) 阿 蘇 火 山 における 地 球 化 学 的 観 測 (~ 2004 年 5 月 ). 噴 火 予 知 連 会 報,88,102-105 5
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