2016 Fiscal Year Research-status Report
マグマ質量移動に伴う短周期重力変化の検出：火山噴火プロセスの更なる理解に向けて
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15K17749
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
風間 卓仁 京都大学, 理学研究科, 助教 (20700363)
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2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 重力変化 / 火山活動 / 桜島 / マグマ / 密度 / 相対重力計 / 地殻変動 / 陸水 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は相対重力計を火山地域に複数設置し、時空間的に高解像度な重力連続観測を実施する。その上で、火山活動に伴う（とりわけ短周期の）重力変化を検出し、火山噴火の直前直後における火山内部のマグマ質量移動プロセスを解明する。
研究第2年度目に当たる平成28年度には、桜島火山（鹿児島県）の相対重力連続観測を増強した。具体的には、桜島有村に従来から設置されているScintrex社製相対重力計CG-3Mに加え、同型の相対重力計をさらに1台同所に設置した。その上で、2台の重力計で1分間隔の重力連続測定を実施し、インターネットを経由して準リアルタイムで観測状況をモニターできるようにした。平成28年度の1年間には桜島の火山活動に伴う有意な重力連続変化は確認されなかったものの、平成29年3月末現在このモニターシステムは順調に稼動している。
また、桜島火山では、2016年8月・10月・12月、および2017年1月・3月の計5回に渡ってLaCoste型相対重力計を用いた繰り返し重力測定を実施した。この期間内で、陸水変動に伴う重力擾乱の他には、火山活動に伴う有意な重力時空間変化は確認されていない。しかしながら、山体頂上部の長期的な重力減少の傾向は1975年以降現在においても継続しているので、今後も新たなデータを取得しながら長期重力減少の原因を解明する必要がある。
さらに、平成28年度には桜島火山の重力変化に関する論文を1本執筆し、日本火山学会誌にて出版した。この論文では、平成27年8月15日の桜島急膨張イベント時の相対重力変化について記述し、火山地域における相対重力連続観測の重要性を主張した。桜島火山での相対重力連続観測は現在も継続しており、その観測データは前述の通り準リアルタイムでモニターできているので、平成27年8月のようなイベントが再度発生した場合には相対重力変化を即座に把握できると期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度においては桜島に連続観測用の相対重力計を追加設置し、これらの重力計の観測データを準リアルタイムで監視できるようにした。また、別の相対重力計を用いた繰り返し重力測定も計5回実施し、桜島火山の重力時空間分布を取得した。この1年間、桜島の火山活動に伴う有意な重力変化は検出されなかったものの、重力変化モニタリングシステムを構築し、新たなデータの取得を継続しているという点において、本研究は順調に進展しているといえる。
一方、桜島火山に関しては以下の2点について考察が不十分なままとなっている。まず、桜島では1975年以降継続的に相対重力繰り返し測定が実施されてきたものの、そこで得られた重力時空間変化の統一的理解はなされていない。また、平成27年8月15日桜島急膨張イベント時の重力変化についても、その物理的モデル化は十分になされていない。新年度にはこれらの点を探究することにより、本研究はさらに進展するものと期待される。
ところで、研究初年度の平成27年度には阿蘇火山（熊本県）においても相対重力繰り返し測定を実施しており、平成28年度も同様の測定を計画していた。しかしながら、平成28年4月の熊本地震の影響で、安全かつ高品質に重力データを取得することが困難であると予想されたため、本年度における阿蘇火山での重力測定を見合わせた。地震からおよそ1年が経過し、道路の復旧や余震の減衰化が期待されるので、新年度には阿蘇火山での相対重力測定を再開する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
桜島火山に関しては、今後は以下の3点について研究を推進する。まず、桜島有村に2台設置している連続観測用の相対重力計のうち、1台を桜島の別の地域に移設することで、桜島における相対重力変化の空間的な違いを把握し、火山活動に伴う重力時空間変化の監視に努める。また、平成27年8月の桜島急膨張イベントに関連し、相対重力連続観測で得られた重力変化だけでなく、桜島全域で観測された地殻変動をも統一的に説明できるよう、火山膨張の物理的モデルを構築する。さらに、別の相対重力計を用いた重力繰り返し観測を年4回程度実施し、過去のデータと統合的に解析することで、桜島火山内部の長期的な質量移動プロセスを解明する。
一方阿蘇火山では、平成28年度に中断していた繰り返し重力測定を再開し、年3-4回程度を目標に重力時空間データを取得する。その上で、過去に得られた重力データと比較し、火山内部の長期的な質量移動プロセスを検証する。また、桜島火山と同様、阿蘇火山でも相対重力連続観測を実施できるよう、観測地点の選定や重力計の入手に努める。
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