平成 25 年度年次報告
課題番号：1408
（ １）実施機関名： 東京大学地震研究所 （２）研究課題（または観測項目）名： 噴火シナリオに基づく推移予測の試行 （３）最も関連の深い建議の項目： 1.地震・火山現象予測のための観測研究の推進 （ 2） 地震・火山現象に関する予測システムの構築 （ 2-2） 火山噴火予測システム イ． 噴火シナリオに基づく噴火予測 （４）その他関連する建議の項目： 1.地震・火山現象予測のための観測研究の推進 （ 2） 地震・火山現象に関する予測システムの構築 （ 2-2） 火山噴火予測システム ア． 噴火シナリオの作成 （５）本課題の５か年の到達目標： 1.(2)(2-2)「ア」で作成した噴火シナリオに基づき，桜島，伊豆大島，有珠山などについて，過去や 現在の観測テータから現在の状態から火山噴火や噴火終息に至るまでの過程を様々な観点から想定し， 噴火推移の予測を試みることを目指す． （６）本課題の５か年計画の概要： 平成 21 年度は三宅島と伊豆大島の観測データを持ち寄り，噴火シナリオと過去噴火の推移から現状 の理解と噴火現象の分岐について定量的に扱う方策を検討する．経費は東京での研究打合せと会議費 に当てる． 平成 22 年度，平成 23 年度は，桜島の観測データを持ち寄り，噴火シナリオと過去噴火の推移から 現状の理解と噴火現象の分岐について定量的に扱う方策を検討する．経費は研究打合せと会議費に当 てる． 平成 22 年度，平成 23 年度は，有珠山の観測データを持ち寄り，噴火シナリオと過去噴火の推移か ら現状の理解と噴火現象の分岐について定量的に扱う方策を検討する．経費は研究打合せと会議費に 当てる． （７）計画期間中（ 平成 21 年度∼25 年度）の成果の概要： １．概要 平成 21 年から 24 年の研究においては，噴火中の火山，桜島，新燃岳について試作した噴火シナリオ を用いて噴火予知を試みた。このうち，新燃岳噴火では噴火開始後に，応急処置的にイベントツリー を作成したが，過去のマグマ噴火の観測経験がないために，分岐の確度を付すことと，噴火の分岐に ついては十分な検討をすることができなかったため，類似火山の噴火例をイベントツリーに例として付すだけで，分岐判断については十分な検討ができなかった。しかし ，桜島火山と有珠火山について は，試作した噴火シナリオの分岐判断について検討をおこなった。すなわち，桜島では，これまで 30 年毎に起こる噴火の活動期に，地下からのマグマ貫入率が高いと規模の大きな噴火が引き起こされた。 一方，有珠山ではマグマの脱ガス度合いによって，マグマの浮力が異なり，基盤の密度構造と浮力と のバランスで，マグマの貫入経路（ 山頂か山腹か ）に違いが生じ ，結果的に噴火の前兆地震の発生パ ターンにも違いが出たことを示した。これらの火山で，マグマの貫入率がど うして変化したかや，脱 ガス度合いがどのようにして異なったのかについて明らかにすることは，この研究課題の範囲を超え ている。しかし ，桜島においても，有珠山においても，リアルタイムでマグマ貫入率・上昇速度を如 何にタイムリーに把握すること，およびそれらを把握する地殻変動観測の精度をあげることが，分岐 判断では重要であることが示唆された。 ２．平成 25 年度の成果 平成 25 年度 9 月に噴火を再開したインド ネシア共和国スマトラ島北部のシナブン火山の噴火シナ リオを平成 22 年度に作成していた。シナブン火山では平成 22 年 8―9 月に水蒸気爆発が起こったが， それまでに噴火記録がなかった。インド ネシアの火山地質災害軽減センターと共同で地質調査を行い， 地質図を作成し ，イベントツリーを作成した。小規模な噴火に関しての地質情報は限られるが，シナ ブン火山はプ リニー式噴火を起こしたことがなく，厚い溶岩流と溶岩ド ームが山頂から噴出し ，それ が崩れて火砕流が繰り返して発生する癖のある火山であること明らかとなった。また，それまでに最 新の噴火は 9∼10 世紀の安山岩マグマの噴火で，溶岩が崩落して発生した火砕流の堆積物は南東方向 に約 4.5km まで分布していた。作成した噴火シナリオで最も頻度の高い噴火は，9∼10 世紀の噴火の ように，山頂部への溶岩流出と，それに由来する溶岩崩落による火砕流発生であった（図１）。平成 25 年 9 月から再開した噴火は，11 月には水蒸気爆発から，ブルカノ式噴火を含む，マグマ水蒸気爆発に 移行し，12 月下旬には，山頂火口に溶岩が出現し，12 月末から溶岩崩落による火砕流が発生した。火 砕流の規模とその流下範囲は 9 10 世紀の噴火とほぼ同じであった。 (1) 火山灰の構成物比の観察からは 11 月中旬からマグマ物質の関与が認められた。地元のセンター が実施している観測では，(2) マグマ水蒸気爆発を過ぎた 12 月中旬から，地震のタイプが火山性のも のからやや長周期のハイブ リッド 型に変化し ，山頂火口縁の小崩落が進んだ。(3) 山頂部を取り囲む GPSの変化は，9 月から徐々に山体膨張を示し，12 月中旬から膨張速度が加速していた。これらの観 測結果は，水蒸気爆発からマグマ噴火に至るか，さらに，山頂部から溶岩が出現するかど うかの分岐 判断に，火山灰に含まれるマグマ物質の有無に加えて，地震活動，地殻変動の観測データが重要であっ たことを示した。 これらの噴火の進行の仕方は，1990 年から開始した雲仙普賢岳の噴火の推移と酷似している。すな わち，90 年 11 月に水蒸気爆発が開始し ，翌年２月の噴出物からマグマ物質が認められ，91 年５月下 旬に溶岩が山頂火口に出現した。さらに，その数日後から溶岩崩落による火砕流が発生し，崩落を繰り 返しながら溶岩ド ームが成長し続けた。これらの推移の詳細なタイムスケールは異なっているが，こ れらに伴った地震活動や地殻変動の推移は，今回のシナブン火山の噴火と類似している。 地質学的に作成可能な噴火シナリオからも，分岐の頻度を付すことはある程度可能であり，シナブ ン火山の噴火予測においては有効であった。過去の噴火観測の例がなくとも，類似火山の噴火観測の データを融合することによって，分岐判断に使用可能であることを示している。このことは，噴火シ ナリオの実用化に関して，対象火山の過去の観測データだけでなく，国内外の類似火山の観測データ を収集し参考にすることや，WOVOdat など ，実在するアーカイブを活用して，分岐判断に供すること の重要さを示している。 （８）平成 25 年度の成果に関連の深いもので、平成 25 年度に公表された主な成果物（論文・報告書等）： Suzuki, Y., Nagai, M., Maeno, F., Yasuda, A., Hkanishi, N., Shimano, T., Ichihara, M., Kaneko, T., Nakada, S. (2013) Precursory activity and evolution of the 2011 eruption of Shinmoe-dake in Kirishima volcano-insights from ash samples. Earth Planets, Space, 65, 591-607.
Nakao, A., Morita, Y., Yakiwara, H., Oikawa, J., Ueda, H., Takahashi, H., Ohta, Y., Matsushima, T., Iguchi, M. (2013) Volume change of the magma reservoir relating to the 2011 Kirishima Shinmoe-dake eruption - Charging, discharging and recharging process inferred from GPS measurements. Earth Planets, Space, 65, 505-515.
Suzuki, Y., Yasuda, A., Hokanishi, N., Kaneko, T., Nakada, S., Fujii, T. (2013) Syneruptive deep magma transfer and shallow magma remobilization during the 2011 eruption of Shinmoe-dake, Japan-Constraints from melt inclusions and phase equilibria experiments. Journal of Volcanology and Geothermal Re-search 257,184-204 （ 9）実施機関の参加者氏名または部署等名： 中田節也・森田裕一・渡辺秀文・藤井敏嗣（ 東京大学地震研究所） 他機関との共同研究の有無：有 井口正人・石原和弘（ 京都大学防災研究所），鍵山恒臣（ 京都大学理学研究科），清水洋（ 九州大学 理学院），西村太志（ 東北大学理学研究科），大島弘光・村上 亮（ 北海道大学理学研究院），津久 井雅志（ 千葉大学理学部），川邉禎久 (産業技術総合研究所地質情報研究部門)，鵜川元雄（ 防災科 学技術研究所火山防災研究部），西村卓也（ 国土地理院） （ 10）公開時にホームページに掲載する問い合わせ先 部署等名：東京大学地震研究所火山噴火予知研究センター 電話：03-5841-5695 e-mail：[email protected] URL：http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/vrc/ （ 11）この研究課題（または観測項目）の連絡担当者 氏名：中田節也 所属：東京大学地震研究所 図１ インド ネシア共和国北スマトラ，シナブン火山の噴火シナリオ。 平成 22 年度成果として作成した噴火シナリオに，噴火の推移と分岐の判断とされる観測事象を加えた。
