徳之島に分布する火山灰層と津波堆積物 : 徳之島 における火山災害および津波災害の可能性
著者 小林 哲夫
雑誌名 「南九州から南西諸島における総合的防災研究の推
進と地域防災体制の構築」報告書
ページ 141‑145
URL http://hdl.handle.net/10232/17098
４．今後の展望
桜島火山では，半世紀以上にわたって断続的に噴火が多発し，特に数年前から桜島昭和火口か らの噴火が頻発し活動が活発化している（福岡管区気象台火山監視・情報センター・鹿児島地方
気象台, 2013）．こうした最近の桜島火山の活動の推移については，主として地震波や地殻変動に
着目した地球物理学的な解析がおこなわれてきている（例えば、為栗ほか, 2008, 井口ほか, 2008）． 火山活動の直接的な産物である火山噴出物に関する物質科学的手法を用いた解析は，地球化学的 手法を用いた火山ガスの観測（例えば，森，2010）や，火山灰や火山弾の記載岩石学的な全岩組 成分析や鉱物組成分析がマグマの活動と関連付けておこなわれている（例えば，嶋野, 2006; 宮城
ほか, 2010）．しかしながら，火山灰構成鉱物の結晶構造から火山活動を解明しようという試みは
これまで皆無である。
火山灰構成鉱物が生成された温度や圧力を記録した情報が潜在する化学組成と結晶構造を決定 することによって，現在噴火を引き起こしている火山直下のマグマの様子（温度や圧力の条件）
を直接的に解明することができる．その成果を地球物理学的な手法による観測データと対応させ ることによって，火山直下でのマグマの活動をより精密に記述することが可能になる．噴火を予 測し火山噴出物による災害に備えるために必要な基本情報として火山灰構成鉱物の結晶構造に関 するデータの重要性は今後益々高まっていくと思われる．本事業はこの点に着目し，火山噴火の 推移予測に物質科学的手法のうち鉱物の結晶構造からアプローチする有効性を指摘した．地域の 自然環境を深く正しく理解した理科教員を養成することによって，防災教育に資することを期待 する次年度以降の事業の予備調査として一定の方向性を示す結果が得られたと考える．
引用文献
福岡管区気象台火山監視・情報センター，鹿児島地方気象台 (2013) 桜島の火山活動解説資料（平 成25年1月）, 1-12.
井口正人・高山鐵朗・山崎友也・多田光宏・鈴木敦生・植木貞人・太田雄策・中尾茂 (2008) GPS 観測からあきらかになった桜島のマグマ活動. 京都大学防災研究所年報, 51B, 241-246.
気象庁 (2012) 第124回 火山噴火予知連絡会資料（その２）桜島, pp. 54.
宮城磯治・伊藤順一・篠原宏志・鹿児島地方気象台 (2010) 火山灰から見た2008年の桜島昭和火 口の再活動過程. 火山, 55, 21-39.
文部科学省 (2008a) 小学校学習指導要領解説 理科編. pp. 105, 大日本図書. 文部科学省 (2008b) 中学校学習指導要領解説 理科編. pp. 149, 大日本図書.
森俊哉 (2010) 遠隔地FT-IR測定による昭和火口と南岳火口の火山ガスHCl/SO2比. 桜島火山に おける多項目観測に基づく火山噴火準備過程解明のための研究 平成21年度報告書, 87-92.
野尻湖火山灰グループ (1989) 火山灰分析の手びき 双眼実体顕微鏡による火山灰の砂粒分析法, 地学ハンドブックシリーズ４. pp. 56, 地学団体研究会.
Shape Software (2012a) Groth-Krantz Crystal Collection for SHAPE. Main Collection.
Kingsport, TN37663, U.S.A.
Shape Software (2012b) Groth-Krantz Crystal Collection for SHAPE. Supplementary Collection. Kingsport, TN37663, U.S.A.
嶋野岳人 (2006) 火山噴出物は何を語るのか. 岩石鉱物科学, 35, 132-143.
為栗健・井口正人・八木原寛・宮町宏樹・山崎友也・高山鉄朗・平野舟一郎 (2008) 桜島火山に おける火山性地震観測の強化―陸域観測と海底地震計観測―. 京都大学防災研究所年報, 51B, 253-260.
徳之島に分布する火山灰層と津波堆積物
―徳之島における火山災害および津波災害の可能性―
理工学研究科 地球環境科学専攻 小林哲夫
１．はじめに
徳之島は鹿児島市の南南西約450 kmの海上に位置しており，地質的には基盤岩類（中生界と蛇 紋岩，古第三紀深成岩類）とそれを覆う第四紀更新世の琉球層群からなる．徳之島のテフラにつ いては，木崎（1985）と桑水流・成尾（1996）に報告があり，島の西方約65 kmに位置する硫黄 鳥島からの噴出物と推定されている．しかし全般的に風化が著しく，また 2枚のテフラを確認し たのみであり，テフラの特徴や島内での分布状況も明らかではなかった．今回は特に保存状態の 良い南部と北部の 2地点におけるテフラの産状を記載する．また徳之島で見いだされた津波由来 と推定される堆積物の記載を行う．最後にそれらデータをもとに，徳之島における火山災害と津 波災害の可能性について議論する．
２．テフラの記載
テフラが良好に保存されているのは，南部の伊仙町小島周辺と北部の天城町与名間周辺の二ヶ 所である（図1）．ここを模式露頭とし以下に記載する．
図１ テフラの模式露頭．１：小島，２：与名間．地質図は中川（1985）より引用．
小島露頭は伊仙町小島における農地開拓事業中の2000年に，石灰岩分布地域の窪地（ドリーネ）
部分に出現したテフラの露頭である（図２）．窪地に集積したため保存状態が良好で，その基底付 近には厚く集積した姶良 Tn 火山灰（AT と略記）が存在していた．通常の表土断面ではほとんど 発見できないAT火山灰が厚く集積していたため，地学関係者の注目を集めた．
テフラ層序は地表から下方に，土壌(150)/灰色火山灰(10)/ 土壌(10)/灰色火山灰(20)/ 土壌 (20)/オレンジ色軽石(30)/ 土壌(10)/ AT(20) /土壌(20+)で構成されている（単位はcm）．
図３は代表的テフラの斑晶組み合わせである．下位からAT(Opx+Hbl+Qtz+Pl)，オレンジ色軽石 (Opx+Cpx+Pl)，その上位の灰色火山灰は2層とも(Opx+Hbl+ Cpx+Qtz+Pl)である．その上位で地表 までの土壌中には撹乱されたテフラ層も認められるが，すべて灰色火山灰と同じ斑晶をもつ．表 層付近の土壌からはアカホヤ火山灰（K-Ah）に由来する火山ガラスが僅かに見出される．
図２ 小島の模式露頭．出現当時はこのように印象的な露頭であったが，その後の表土の崩れや 植生の繁茂のため，2013年2月現在，AT火山灰はほとんど見えなくなっている．
図３ 代表的３テフラ層の斑晶組み合せ．Opx: 斜方輝石，Cpx: 単斜輝石，Hb: 角閃石，Qz: 石 英，Pl: 斜長石，Gl: 発砲ガラス片
小島露頭は伊仙町小島における農地開拓事業中の2000年に，石灰岩分布地域の窪地（ドリーネ）
部分に出現したテフラの露頭である（図２）．窪地に集積したため保存状態が良好で，その基底付 近には厚く集積した姶良 Tn 火山灰（AT と略記）が存在していた．通常の表土断面ではほとんど 発見できないAT火山灰が厚く集積していたため，地学関係者の注目を集めた．
テフラ層序は地表から下方に，土壌(150)/灰色火山灰(10)/ 土壌(10)/灰色火山灰(20)/ 土壌 (20)/オレンジ色軽石(30)/ 土壌(10)/ AT(20) /土壌(20+)で構成されている（単位はcm）．
図３は代表的テフラの斑晶組み合わせである．下位からAT(Opx+Hbl+Qtz+Pl)，オレンジ色軽石 (Opx+Cpx+Pl)，その上位の灰色火山灰は2層とも(Opx+Hbl+ Cpx+Qtz+Pl)である．その上位で地表 までの土壌中には撹乱されたテフラ層も認められるが，すべて灰色火山灰と同じ斑晶をもつ．表 層付近の土壌からはアカホヤ火山灰（K-Ah）に由来する火山ガラスが僅かに見出される．
図２ 小島の模式露頭．出現当時はこのように印象的な露頭であったが，その後の表土の崩れや 植生の繁茂のため，2013年2月現在，AT火山灰はほとんど見えなくなっている．
図３ 代表的３テフラ層の斑晶組み合せ．Opx: 斜方輝石，Cpx: 単斜輝石，Hb: 角閃石，Qz: 石 英，Pl: 斜長石，Gl: 発砲ガラス片
なお石灰岩地域にはドリーネ状の窪地が点在しており，そのうちの3か所からは上位からATま での火山灰層が存在することを確認した．徳之島の海岸一帯には石灰岩が広く分布しており，徒 労条件さえよければ，同様のテフラ露頭がさらに発見されるものと考えられる．
一方，与名間露頭は山麓斜面にあり，特にテフラが厚く堆積している訳ではない．全般的に風 化が進んでいるが，テフラ層序は地表から土壌(35+)/灰色火山灰(20)/ 土壌(25) /オレンジ色軽 石(25)/ 土壌(20)/ AT(15) / 土壌(60)/マサ土である（図４）．こちらのテフラの斑晶組み合わせ は，小島露頭のテフラと基本的に同じである．
図４ 与名間におけるテフラ露頭．草刈り鎌（長さ30 cm）がATの層準，その上に黄色軽石層及 び灰色火山灰層が堆積している．
対比と議論
小島露頭と与名間露頭のテフラを比較すると，基底付近のAT火山灰と直上のオレンジ色の軽石，
さらにその上位の灰色の泥質火山灰の3層は確実に対比される．噴出年代については現在14C年代 を測定中であるが，現地表付近にはアカホヤ火山灰（K-Ah）が見出されることから，3万～1万年 前に堆積したテフラと推定される．テフラの層厚および粒径の分布から，噴出源は硫黄鳥島と判 断されるが，現在の火山体には泥質火山灰のような角閃石と石英の斑晶を含む噴出物は存在しな い．それゆえ現火山体の形成は2万年（おそらく1万年）以降であり，それ以前は珪長質マグマ を噴出する火山活動がメインであったと判断できる．
なおATは主に火山ガラスからり，結晶は微斑晶サイズの角閃石，斜方輝石，石英，斜長石がわ ずかに存在するだけである．姶良カルデラ周辺に分布する軽石の班晶は，斜長石，斜方輝石，石 英が大半を占め，ごく稀に角閃石班晶が見つかる程度である．しかし小島露頭のテフラでは角閃 石の微斑晶が主要な斑晶鉱物であり，他の結晶（斜長石，斜方輝石，石英）に乏しいのは，運搬 過程で大きな班晶が篩い分けをうけた結果と考えられる．
３．津波堆積物の記載
津波堆積物と推定される地層は伊仙町面縄の海岸付近の畑地で発見された（図5）．堆積物は貝 殻（二枚貝，巻貝），珊瑚の破片および海浜砂からなり，厚さは約30 cmで，畑地が発達する土壌 のなかにほぼ水平な状態で産出した．土壌は人的にかく乱された形跡はなく，自然の状態であり，
その産状からこの貝殻密集層は津波による堆積物と推定される．徳之島に産出するテフラのどの 層準にあたるのかなど，年代についてははっきりしないが，1万年よりは古い地層と推定される．
この海岸地域は継続的な隆起地域であり，この津波が当時のどの高さまで到達したかははっきり しない．いずれにせよ徳之島にも津波の痕跡が発見された訳であり，今後は年代決定とともに到 達高度などの詳しい調査が必要であろう．
図５ 伊仙町南部の海抜15 mの畑の壁に産出した貝殻・珊瑚片の層．上下をローム層に挟まれて いる．
４．徳之島における火山災害・津波災害の可能性
徳之島の表層付近は全般に著しい風化作用を受けているが，保存条件が良い場所では，テフラ を識別することができる．調査の結果，記載した2 つの模式地だけでなく，徳之島のほぼ全域に おいて硫黄鳥島起源のテフラが分布していることが判明した．特に角閃石と石英の斑晶を持つテ フラの分布は広く，隣接する島々にも降灰したものと推定される．たとえば1796年の硫黄鳥島の 噴火では，沖永良部島に降灰した記録がある．それゆえ沖永良部島のみならず奄美大島において も，硫黄鳥島からのテフラが発見される可能性が大である．なお角閃石と石英の斑晶をもつ火山 噴出物は硫黄鳥島には見いだされていない（小林・中野, 2009）．おそらく現在の火山島の下に埋 もれた火山から噴出したものと推定される．
徳之島には津波に関する伝承は乏しいが，現在の海抜高度で15 m付近に厚い津波堆積物と推定 される地層が確認された．低地で津波堆積物が保存されやすい地形部分を詳しく調査すれば，津 波の痕跡が発見されるものと期待される．
３．津波堆積物の記載
津波堆積物と推定される地層は伊仙町面縄の海岸付近の畑地で発見された（図5）．堆積物は貝 殻（二枚貝，巻貝），珊瑚の破片および海浜砂からなり，厚さは約30 cmで，畑地が発達する土壌 のなかにほぼ水平な状態で産出した．土壌は人的にかく乱された形跡はなく，自然の状態であり，
その産状からこの貝殻密集層は津波による堆積物と推定される．徳之島に産出するテフラのどの 層準にあたるのかなど，年代についてははっきりしないが，1万年よりは古い地層と推定される．
この海岸地域は継続的な隆起地域であり，この津波が当時のどの高さまで到達したかははっきり しない．いずれにせよ徳之島にも津波の痕跡が発見された訳であり，今後は年代決定とともに到 達高度などの詳しい調査が必要であろう．
図５ 伊仙町南部の海抜15 mの畑の壁に産出した貝殻・珊瑚片の層．上下をローム層に挟まれて いる．
４．徳之島における火山災害・津波災害の可能性
徳之島の表層付近は全般に著しい風化作用を受けているが，保存条件が良い場所では，テフラ を識別することができる．調査の結果，記載した 2つの模式地だけでなく，徳之島のほぼ全域に おいて硫黄鳥島起源のテフラが分布していることが判明した．特に角閃石と石英の斑晶を持つテ フラの分布は広く，隣接する島々にも降灰したものと推定される．たとえば1796年の硫黄鳥島の 噴火では，沖永良部島に降灰した記録がある．それゆえ沖永良部島のみならず奄美大島において も，硫黄鳥島からのテフラが発見される可能性が大である．なお角閃石と石英の斑晶をもつ火山 噴出物は硫黄鳥島には見いだされていない（小林・中野, 2009）．おそらく現在の火山島の下に埋 もれた火山から噴出したものと推定される．
徳之島には津波に関する伝承は乏しいが，現在の海抜高度で15 m付近に厚い津波堆積物と推定 される地層が確認された．低地で津波堆積物が保存されやすい地形部分を詳しく調査すれば，津 波の痕跡が発見されるものと期待される．
今後はテフラや津波堆積物の分布を明確にし，徳之島におけるこれら災害の発生頻度を明らか にする必要がある．
謝辞
本報告は，當島文啓氏（MBC開発不動産）の理学部卒業論文をもとに，奥野 充教授（福岡大学・
理学部）と共同で行った研究の一部である．野外調査および室内実験で協力いただいた両氏に感謝 いたします．
引用文献
中川久夫（1985）徳之島．琉球弧の地質誌 (木崎甲子郎 編), 65-71.
桑水流淳二・成尾英仁（1996）徳之島の地質．鹿児島県立博物館編，鹿児島の自然調査事業報告 書 III, 奄美の自然, 162-171.
