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Why do volcanoes collapse? Analysis of matrix facies of debris avalanche deposits and prediction of future collapses

Research Project

Project/Area Number 23K22577
Project/Area Number (Other) 22H01306 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 17030:Human geosciences-related
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

片岡 香子  新潟大学, 災害・復興科学研究所, 教授 (00378548)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 長橋 良隆  福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (10292450)
Madhusoodhan SatishKumar (M Satish‐Kumar)  新潟大学, 自然科学系, 教授 (50313929)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2022: ¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
Keywords山体崩壊 / 岩屑なだれ / ラハール / 熱水変質 / 磐梯山
Outline of Research at the Start

火山における大規模な山体崩壊と岩屑なだれ,およびそこから派生したラハール(火山泥流)や津波は,繰り返し甚大な被害をもたらしてきた。本研究課題は,岩屑なだれ堆積物とそれに関わるラハール堆積物の「基質相」に着目し,粘土(変質)鉱物,粘土含有量,全岩化学組成,硫黄・酸素安定同位体の特徴を明らかにすることで,崩壊直前の火山体における熱水変質環境を復元し,また,火山ガラスの有無や火山ガラスの化学組成も検討することで,噴火様式と崩壊との関係も明らかにする。火山体のどの部分が崩壊したのか,どの程度変質作用が進行した部分が崩壊したのかを探り,将来崩壊するとしたらどのような場所が想定されるのか,を検討する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は,過去に繰り返し火山体崩壊を起こした福島県磐梯山に注目し,岩屑なだれ堆積物とラハール堆積物の基質部を多面的に分析し,山体崩壊時の山体内部の変質環境を再構築することから,崩壊の要因である山体内部の脆弱性の特徴を明らかにすることを目的とする。
今年度は,対象地域となる磐梯山周辺で野外地質調査を行い,過去約5万年間の岩屑なだれ堆積物とそれに連鎖して発生したラハール堆積物の記載と基質部の採取を行った。また,猪苗代湖で2021年に採取された,過去約4000年間に堆積した湖底コア堆積物中に挟まる岩屑なだれ堆積物の遠方層について,陸上の噴火や岩屑なだれとの対比を試み,その試料も検討した。
岩屑なだれ堆積物とラハール堆積物のそれぞれの基質部について,蛍光X線分析(XRF)により全岩化学組成を,X線回折装置(XRD)により鉱物組成を検討した。その結果,磐梯山における翁島岩屑なだれ堆積物,琵琶沢岩屑なだれ堆積物,1888年岩屑なだれ堆積物は,近接する火山である安達太良山のラハール堆積物にくらべ,硫黄含有量が低く,一部の試料でAl2O3含有量が高い。また,1888年岩屑なだれ堆積物は,北側に分布するものと南東側に分布するものとで,全岩化学組成と鉱物組成において若干異なることが明らかとなった。猪苗代湖底堆積物に挟まる1888年イベント層との比較から,北側に流下した岩屑なだれがラハール化したのち,湖底まで流入したことが考察された。さらに,岩屑なだれ堆積物やラハール堆積物の基質部から検出された火山ガラスの化学組成についても検討を行った。硫黄安定同位体分析については,硫黄含有量の低い磐梯山の試料ではなく,含有量の高い安達太良山の試料を先に扱うこととし,検討を進めた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度予定していた野外調査と試料採取および分析がほぼ実施できた。

Strategy for Future Research Activity

次年度は,磐梯山周辺に分布する岩屑なだれ堆積物とラハール堆積物に関して,再度試料採取が必要な地点について,調査と試料採取を行う。また,安達太良山や他の火山の堆積物との比較を試みる。XRF分析とXRD分析により特徴的な化学組成の検討と,粘土鉱物・変質鉱物の解析を,それぞれ行う。既に分析済みの安達太良山の噴出物やラハール堆積物については,硫黄安定同位体データの解析を進める。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (32 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] From ‘source to sink’ to ‘sink to source’: a review of volcanic fluvial and lacustrine successions in Japan2023

    • Author(s)
      Kataoka, K.S.
    • Journal Title

      Geological Society, London, Special Publication

      Volume: 520 Issue: 1 Pages: 393-416

    • DOI

      10.1144/sp520-2022-171

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Geologic and Petrologic Characteristics of the Lahar Deposits at the Western Foot of Zao Volcano2022

    • Author(s)
      Ban M., Kawashima K., Tsunematsu K., Imura T., Kataoka K.S., Yamanoi T.
    • Journal Title

      Journal of Disaster Research

      Volume: 17 Issue: 5 Pages: 736-744

    • DOI

      10.20965/jdr.2022.p0736

    • ISSN
      1881-2473, 1883-8030
    • Year and Date
      2022-08-01
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Prediction for the Next 50 Years of Radiocesium Concentration after the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant Accident Based on a Lacustrine Sediment Analysis, Lake Inawashiro-ko, Fukushima Prefecture, Japan2022

    • Author(s)
      長橋良隆・片岡香子・難波謙二
    • Journal Title

      Journal of Geography (Chigaku Zasshi)

      Volume: 131 Issue: 3 Pages: 339-363

    • DOI

      10.5026/jgeography.131.339

    • ISSN
      0022-135X, 1884-0884
    • Year and Date
      2022-06-25
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Lahar deposits along the Nigorikawa River in the eastern foot of Zao Volcano, Japan, during the last 8000?years2022

    • Author(s)
      Ban Masao、Kawashima Konosuke、Tsunematsu Kae、Kataoka Kyoko S.、Imura Takumi
    • Journal Title

      Journal of Volcanology and Geothermal Research

      Volume: 432 Pages: 107685-107685

    • DOI

      10.1016/j.jvolgeores.2022.107685

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multiple Sulfur Isotope Geochemistry of the Precambrian Mafic Dykes and Komatiites in the Dharwar Craton, Southern India: Evidence for Crustal Recycling and Enrichment in the Subcontinental Lithospheric Mantle2022

    • Author(s)
      Silpa A. S., Satish-Kumar M.
    • Journal Title

      Lithosphere

      Volume: 2022 Issue: Special 8 Pages: 4679300-4679300

    • DOI

      10.2113/2022/4679300

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 沼沢火山紀元前 3450 年の噴火後に只見川で発生した大規模決壊洪水2022

    • Author(s)
      片岡香子
    • Journal Title

      5500年前(縄文時代)埋もれ木から読み解く沼沢火山大噴火調査報告会,予稿・資料集. (株)加速器分析研究所・佐久間建設工業(株)(編)

      Volume: 1 Pages: 32-43

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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 吾妻山東麓に分布する完新世のラハール堆積物の層序と分布:ラハール堆積物と噴火活動との関係2024

    • Author(s)
      鈴木健太, 長橋良隆, 片岡香子
    • Organizer
      地質学会東北支部2023年度研究発表会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 猪苗代湖の湖底堆積物コア(INW2021)中の湖底密度流堆積物の編年に基づく安達太良火山・磐梯火山の火山活動履歴2023

    • Author(s)
      片岡香子,卜部厚志,長橋良隆
    • Organizer
      日本火山学会2023年度秋季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 堆積学的視点からの火山研究と火山学的視点からの堆積研究2023

    • Author(s)
      片岡香子
    • Organizer
      日本堆積学会20周年記念行事講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 猪苗代湖の湖底堆積物コア(INW2021)におけるイベント層の層序:安達太良火山・磐梯火山の近傍テフラ・ラハール層序との対比と火山活動履歴2023

    • Author(s)
      片岡香子,卜部厚志,長橋良隆
    • Organizer
      日本第四紀学会2023年大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 埋没材の年輪酸素同位体比分析に基づく沼沢湖火砕流とせき止め湖決壊の発生年代の時間差2023

    • Author(s)
      片岡香子,木村勝彦
    • Organizer
      日本第四紀学会2023年大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 吾妻山東麓白津川に分布するラハール堆積物と火山噴出物の対比-ラハール発生の要因解明に向けて-2023

    • Author(s)
      鈴木健太, 長橋良隆
    • Organizer
      地学団体研究会第77回総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Crisis hazard assessment for lahars at snow-covered volcanoes in Japan: Examples from the most recent phreatic eruptions at Mts. Ontake and Kusatsu-Shirane2023

    • Author(s)
      Kataoka, K., Matsumoto, T.,Tsunematsu, K., Kawashima, K.
    • Organizer
      International Association for Gondwana Research 2023 Convention and 20th International Conference on Gondwana to Asia
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sedimentary characteristics of gigantic volcanogenic outburst flood deposits2023

    • Author(s)
      Kataoka, K.S.
    • Organizer
      GSA Penrose Conference
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A carbon isotope perspective on the geodynamic cycle of carbon2023

    • Author(s)
      Satish-Kumar M.
    • Organizer
      Water-Rock Interaction WRI-17/ Applied Isotope Geochemistry AIG-14
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An isotopic perspective on the carbon storage potential in the continental crust2023

    • Author(s)
      Satish-Kumar M.
    • Organizer
      MARICON-2024 - International Conference on Frontiers in Marine Sciences
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Unraveling small-scale eruptions and lahar events by high-resolution stratigraphy of lacustrine deposits: Adatara and Bandai volcanoes and Lake Inawashiro, Japan2023

    • Author(s)
      Kataoka, K., Urabe, A., Nagahashi, Y.
    • Organizer
      IAVCEI 2023 Scientific Assembly
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cascading process of debris avalanche, lahar, and sub-lacustrine density current associated with the AD1888 eruption of Bandai volcano, Japan2023

    • Author(s)
      Kataoka, K., Nagahashi, Y. , Urabe, A.
    • Organizer
      IAVCEI 2023 Scientific Assembly
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effect of sector collapse on the magmatic plumbing system of Oshima-Oshima volcano, NW Japan2023

    • Author(s)
      Ishizuka, O., Katayama, H., Arimoto, J., Koge, H., Shimoda, G., Harigane, Y., Misawa, A., Kataoka, K.S., Maeno, F., Sakamoto, I., Yokoyama, Y., Conway, C., Furuyama, S.
    • Organizer
      IAVCEI 2023 Scientific Assembly
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Volcanic Source to Sink: From Subaerial Eruptions to Deep-water Turbidity Currents2022

    • Author(s)
      Kataoka, K.S.
    • Organizer
      The 21st International Sedimentological Congress
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Crisis hazard assessment for snow-related lahars from an unforeseen new vent eruption: The 2018 phreatic eruption of Kusatsu-Shirane volcano, Japan2022

    • Author(s)
      Kataoka, K., Tsunematsu, K., Matsumoto, T., Urabe, A., Kawashima, K.
    • Organizer
      Cities on Volcanoes 11
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Temporal geochemical variation of arc magma -link to flank collapse?2022

    • Author(s)
      Ishizuka, O., Villemant, B., Caron, B., Maeno, F., Kataoka, K.S., Le Friant, A.
    • Organizer
      Cities on Volcanoes 11
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 磐梯山1888年噴火に関わる湖底密度流堆積物:岩屑なだれ・ラハールとの関連性2022

    • Author(s)
      片岡香子・長橋良隆・卜部厚志
    • Organizer
      日本火山学会2022年度秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 猪苗代湖底,極表層堆積物に見られる 2011 年地震性タービダイトと1888 年磐梯山噴火起源ハイパーピクナイトの特徴2022

    • Author(s)
      片岡香子・長橋良隆・卜部厚志
    • Organizer
      日本堆積学会2022年オンライン大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 火山体崩壊のマグマ供給系への影響―渡島大島火山での検討(予報)―2022

    • Author(s)
      石塚治・片山肇・有元純・高下裕章・下田玄・針金由美子・Chris Conway・三澤文慶・片岡香子・前野深・坂本泉・横山由香・安藤進吾・古山精史朗・小川真由・内山涼多
    • Organizer
      日本火山学会2022年度秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 沼沢火山紀元前 3450 年の噴火後に只見川で発生した大規模決壊洪水2022

    • Author(s)
      片岡香子
    • Organizer
      5500年前(縄文時代)埋もれ木から読み解く沼沢火山大噴火―調査報告会
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 御嶽山2014年噴火に関わる火山泥流堆積物の現地調査と水文観測から見えること:地質記録と文書記録の齟齬2022

    • Author(s)
      片岡香子
    • Organizer
      第76回地学団体研究会総会(長野)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 火山噴火に伴う流域撹乱と下流域への広域な伝播作用:沼沢火山 5400 年前噴火の事例2022

    • Author(s)
      片岡香子
    • Organizer
      日本山の科学会2022年秋季研究大会・公開シンポジウム「平野の土砂は山からどのようにやって来るか?-積雪流域の自然災害-」
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Sulfide mineralogy and whole-rock sulfur isotope composition of high-grade metamorphic rocks from the Sor Rondane Mountains, East Antarctica2022

    • Author(s)
      Kawakami Tetsuo, Satish-Kumar M., Mitsubori Tokuya, Silpa Ammini Sasidharan
    • Organizer
      The 13th Symposium on Polar Science
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Carbon in orogenic belts: Sink or source for atmospheric CO2 fluctuations?2022

    • Author(s)
      Satish-Kumar M.
    • Organizer
      2022 Annual Convention & 19th International Symposium on Gondwana to Asia
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Sulfur isotope study of metacarbonate rocks from Highland Complex, Sri Lanka2022

    • Author(s)
      Aoi Yoshioka, Madhusoodhan Satish-Kumar, K. T. Goto, G. Shimoda, S. P. K., Malaviarachchi
    • Organizer
      日本鉱物科学会2022年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Book] 「最新」地学事典(天然ダム,ハイパーコンセントレイテッド流,ハイパーコンセントレイテッド流堆積物,ラハール)2024

    • Author(s)
      片岡香子
    • Total Pages
      2046
    • Publisher
      平凡社
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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