| 研究課題/領域番号 |
15K17749
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
風間 卓仁 京都大学, 理学研究科, 助教 (20700363)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 重力変化 / 火山活動 / 桜島火山 / 阿蘇火山 / 相対重力計 / マグマ / 密度 / 陸水 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では相対重力計を火山地域に複数設置し、時空間的に高分解能な重力観測を実施する。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、火山噴火の前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3年度目に当たる平成29年度には、まず桜島火山（鹿児島県）の有村地域に設置された連続観測用の相対重力計2台のメンテナンス作業を実施した。2017年11月中旬には南岳火口で通常時よりも規模の大きな噴火が発生したものの、同時期は観測点周辺で大規模な保守作業が実施されていたため、その地面震動により噴火起源の重力変化は観測されなかった。なお、平成30年3月末現在、重力計およびそ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2017年5月・7月・9月・10月、および2018年2月の計5回に渡って繰り返し相対重力測定を実施した。本研究で取得した重力観測データを2006年以降の重力観測データと合わせて解析した結果、2000-2010年代で最大+6.3マイクロガル/年の重力上昇が桜島中央部で起きていることが分かった。この重力変化は、従来から知られている深部マグマだまりの膨張（およびそれに伴う地殻変動）では十分に説明ができないので、桜島浅部への質量蓄積過程を示唆していると考えられる。
さらに、阿蘇火山（熊本県）では2017年5月・8月・11月、および2018年3月の計4回に渡って繰り返し相対重力測定を実施した。これらの重力データを2016年3月以前の重力データと比較し、かつ熊本地震の地殻変動の影響を取り除いたところ、阿蘇中岳山頂付近で最大-180マイクロガルの重力減少が起きていることが分かった。2016年後半以降阿蘇火山活動は静穏化の兆候を示しており、本研究で得られた重力減少は火山活動静穏化に関連した質量損失を示唆していると考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成29年度においては桜島火山の連続観測用相対重力計の保守作業に努めた。2017年11月には通常時よりも規模の大きな噴火が発生したものの、周囲の保守作業の影響により火山活動起源の重力変化を検出することができなかった。この他の時期においても火山活動に伴う有意な重力変化は確認されなかったが、2018年3月末時点で本観測システムは順調に稼動している。今後桜島において2015年8月の急膨張イベントのような活動がもしも発生した場合には、現在の重力連続観測システムによって火山内部の質量移動を監視できるものと期待される。
また、桜島火山と阿蘇火山では、平成29年度中に複数回の繰り返し相対重力測定を実施した。その結果、桜島火山ではここ約10年間で最大+6.3マイクロガル/年の重力上昇、阿蘇火山ではここ2年間で最大-180マイクロガルの重力減少を検出した。これらの重力変化はこれまで十分に知られていなかったものであり、このような重力変化を本研究で検出したことは大きな進展である。しかしながら、これらの重力変化の物理メカニズムは未だ十分に解明していない状態であり、翌年度において更なる解析が不可欠である。
このように、本研究においては特に長期的な重力変化の検出という意味において大きな進展があったものの、それ以外では研究が十分に進展しない点もあった。以上のことから、本研究の現在までの進捗状況を「（２）おおむね順調に進展している」と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
新年度においては、まず桜島火山の有村地域に2台設置されている連続観測用相対重力計のうち、1台を黒神地域に移設する。その上で、桜島における相対重力変化の時空間的な違いを把握し、火山活動の監視に努める。また、別の相対重力計を用いて繰り返し相対重力測定を年4回程度実施し、過去のデータと総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。
また、阿蘇火山でも年4回程度の繰り返し相対重力測定を実施し、阿蘇中岳山頂部で見られている重力減少をより高精度に把握する。その上で、山頂部の重力減少の物理的メカニズムを検討し、他の火山学的データとの整合性を確認する。さらに、阿蘇火山の山頂部で相対重力連続観測を実施し、火山活動に伴う短期的重力変化の検出を試みる。
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