テフラ粒子の数値化による新たな広域テフラの検出：500万年間の破局噴火の発生頻度

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K03676
• Research Institution: Fukushima University
• Principal Investigator: 長橋 良隆 福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (10292450)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 片岡 香子 新潟大学, 災害・復興科学研究所, 教授 (00378548) ; 里口 保文 滋賀県立琵琶湖博物館, 研究部, 総括学芸員 (20344343)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 広域テフラ / 破局噴火 / 火山ガラス / 粒子形状 / 走査電子顕微鏡 / 発生頻度

Outline of Annual Research Achievements

本年度は，粒子解析手法の確立と広域テフラである姶良Tn（AT）テフラと阿蘇4（Aso-4）テフラの粒子形状の水平変化について検討した．テフラの粒子解析は，走査型電子顕微鏡（SEM）とそれに接続するエネルギー分散型検出器（EDS），EDSに付属する粒子解析ソフトウェアを用いて行った．粒子解析ソフトウェアでは，構成粒子（火山ガラス，主要造岩鉱物，岩片等の割合）を分類する元素濃度の条件を検討し，その結果90％程度の確率で粒子を判別できた．また，個別粒子の形状に関する項目としては，面積，最大長さ，最小長さ，外周，円相当径，アスペクト比，真円度（1から離れるほど凹凸度合が大きくなる）を取得できる．
ATテフラとAso-4テフラは，大規模火砕流噴出に伴うco-ignimbriteとして形成されたもので，扁平型の火山ガラスを主体とすることが知られていることから，アスペクト比が形状を規定する示標として重要であると予想される．姶良Tn（AT）テフラについては，噴出源から約400kmから1100kmの 11試料（総粒子数1761）の火山ガラスの粒子形状解析を行い，そのアスペクト比は2.1から2.7（平均2.5）であった．また，給源からの距離に対してアスペクト比に相関がない．阿蘇4（Aso-4）テフラについては，噴出源から約500kmから1500km離れた8試料（総粒子数971）の火山ガラスの粒子形状解析を行い，そのアスペクト比は2.2から2.9（平均2.6）であった．また，給源からの距離に対してアスペクト比に相関がない．2層の広域テフラ層についてのみではあるが，火山ガラスのアスペクト比は両者とも近似する値を示し，給源からの距離に対して大きく変化しないことが分かった．

Current Status of Research Progress

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

Reason

SEM+EDSに付属する粒子解析ソフトウェアの利用により，粒子が自動で同定できること、粒子形状の数値データを効率的に得られることについて一定の見通しが得られたため．

Strategy for Future Research Activity

今回行った粒子形状の解析は，スライドガラスに粒子を包埋し，鏡面研磨した粒子断面の形状を解析している．粒子は本来3次元形状であるので， 2次元断面で解析することについての妥当性を検証する必要がある．使用しているSEMには低真空モードが備わっているため，カーボン蒸着することなく，立体粒子そのものを粒子解析ソフトウェアで解析することも可能である．火山ガラスの形状の異なるテフラを立体形状と断面形状の両方で粒子解析を行い，粒子解析の手法についての検証を行う．

Causes of Carryover

研究代表者がデータ処理等のために，PCの経費を計上していたが，次年度の購入に変更したため物品費が抑えられた．学会がオンラインになったため，旅費の多くが不要となった．分析補助者を雇用して分析を進める予定であったが，学生の時間雇用で賄うことができたため，人件費を抑えることができた．
次年度は，データ処理等のためのPCの購入，分析補助者を雇用して分析作業を効率的に推進すること，学会発表等の旅費に使用する計画である．