地球物理・地球化学的複合アプローチによる火山噴火準備過程の解明

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19F19316
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小山 崇夫 東京大学, 地震研究所, 助教 (00359192)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): GRESSE MARCEAU 東京大学, 地震研究所, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2019-11-08 – 2022-03-31
• Keywords: 三宅島 / 比抵抗 / 自然電位観測 / W字型SP

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、これまでに三宅島における電磁場測定データを利用して、MT法により比抵抗構造を推定した。今年度はその構造・解釈を補強するために、その他の観測データを利用した解析を実施した。一つは、自然電位（SP）観測である。当観測は2020年10月に三宅島にて実施した。観測方法を概説すると、1 km長の電線の両端に2個の鉛－塩化鉛電極を接続し、両電極を互いの距離を変えながら接地させて2点間の電位差を測定するものである。当観測では、三宅島を北東－南西に縦断するように50m間隔で測定を実施した。その結果測線両端（海側）では相対的に電位が高く、標高が上がるほど電位が低くなるが、山頂に近づくにつれ再度電位が高くなる。一連の電位分布はいわゆる「W字型」SPを示し、このことは山頂下に顕著な熱水系が存在していることを示唆する。比抵抗構造で海水準～深さ2kmに低比抵抗層が存在したが、これはこの熱水系が発達したことにより変質した粘土層であると考えられる。また、当地の震源分布をみると、この層内では、火山性の長周期地震が多く発生しており、このことも同じく流体が関与することにより液相の長周期振動によって引き起こされたものと考えられる。一方その層の下では長周期地震はおこらず構造性の地震のみが発生しており、液相の関与は薄いことが示唆された。
また、査読付きの国際誌でありJournal of Geophysical Research: Solid Earth誌に論文を投稿し、掲載された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

MT法解析、SP解析がともに完了し、研究は順調に進んでいるといえる。

Strategy for Future Research Activity

最終年度は、熱水流動シミュレーションコードを用いて三宅島の状態を模した数値計算を実施し、三宅島下の流体分布を推定し、既に得られている比抵抗構造や自然電位分布と整合的かどうかを確認し、必要に応じて構造モデルを再修正する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Hydrothermal and Magmatic System of a Volcanic Island Inferred From Magnetotellurics, Seismicity, Self‐potential, and Thermal Image: An Example of Miyakejima (Japan) (2021)
  • Author(s): Gresse Marceau、Uyeshima Makoto、Koyama Takao、Hase Hideaki、Aizawa Koki、Yamaya Yusuke、Morita Yuichi、Weller Derek、Rung‐Arunwan Tawat、Kaneko Takayuki、Sasai Yoichi、Zlotnicki Jacques、Ishido Tsuneo、Ueda Hideki、Hata Maki
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research: Solid Earth Volume: 126 Pages: -
  • DOI: 10.1029/2021JB022034
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Anatomy of a volcanic island inferred from a multiphysics approach (2021)
  • Author(s): Marceau Gresse, Makoto Uyeshima, Takao Koyama, Hideaki Hase, Koki Aizawa, Yusuke Yamaya, Yuichi Morita, Derek Weller, Tawat Rung-Arunwan, Takayuki Kaneko, Yoichi Sasai, Jacques Zlotnicki, Tsuneo Ishido, Hideki Ueda, Maki Hata
  • Organizer: EGU General Assembly 2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Hydrothermal and magmatic system of volcanic island inferred from magnetotellurics, seismicity, self-potential, and thermal image: the example of Miyakejima (Japan) (2021)
  • Author(s): Marceau Gresse, Makoto Uyeshima, Takao Koyama, Hideaki Hase, Koki Aizawa, Yusuke Yamaya, Yuichi Morita, Derek Weller, Tawat Rung-Arunwan, Takayuki Kaneko, Yoichi Sasai, Jacques Zlotnicki, Tsuneo Ishido, Hideki Ueda, Maki Hata
  • Organizer: JpGU 2021