九州の3カルデラ火山の比較研究およびマグマ供給系過程の解明

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H00718
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 金子 克哉 神戸大学, 理学研究科, 教授 (40335229)
• 研究分担者: 羽生 毅 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), グループリーダー (50359197) ; 谷 健一郎 独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, 研究主幹 (70359206) ; 中岡 礼奈 神戸大学, 海洋底探査センター, 助教 (40756673) ; 清杉 孝司 神戸大学, 海洋底探査センター, 講師 (90768722) ; 鈴木 桂子 神戸大学, 海洋底探査センター, 客員教授 (20192544) ; 巽 好幸 神戸大学, 海洋底探査センター, 客員教授 (40171722)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: カルデラ火山 / 阿蘇火山 / 姶良火山 / 鬼界火山 / 地殻溶融 / メルトインクルージョン / マグマ供給系

研究実績の概要

カルデラ火山は，大陸地殻を持つ火山帯に普遍的に存在し，巨大噴火が発生した場合，広範囲に壊滅的な被害をもたらす．カルデラ火山は，大量の大規模珪長質マグマを生産・噴出するとともに，苦鉄質マグマも併せて噴出し，これら2つのマグマの成因を明らかにすること，また，時間的なマグマの変遷を明らかにすることの2点に注力して研究を進めている．
2023年度でも引き続き，九州の阿蘇，姶良，鬼界の3つのカルデラ火山のマグマ発生に関わる岩石学的，地球科学的研究を行うとともに，それらの研究により得られたデータから噴火現象に関わる火山学的な検討も行った．阿蘇火山では，噴出物斑晶中のメルトインクルージョンのLA-ICPMSを用いた微量元素組成の解析を主として行った．その結果，苦鉄質マグマはマントルで生成した苦鉄質マグマの分化および下部地殻溶融により生成したこと，珪長質マグマは苦鉄質マグマの分化により生成したことが明らかになった．この成果は現在国際誌に投稿中である．姶良火山では，噴出物の同位体組成および微量元素組成の分析結果の解析により，10万年前からカルデラ生成噴火が起こった３年前までのマグマ供給系では主として下部地殻溶融によるマグマ生成が起こり，その後の桜島火山のマグマ供給系ではマントル由来玄武岩と浅部地殻溶融によるマグマの供給に変化していることを明らかにした．また，3万年前の巨大噴火のマグマ成因に関しては国際誌に発表した．鬼界火山では，7300年前の大規模噴火の海底化の火砕流分布を岩石学的研究と地震学的研究から明らかにし，さらに，7300年前の大規模噴火からその後の活動の変遷に関して，メルトインクルージョンの分析によりマグマの性質の変化を明らかにした．

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Swiss Federal Institute of Technology(スイス)
  • 国名: スイス
  • 外国機関名: Swiss Federal Institute of Technology
• [雑誌論文] Voluminous magma formation for the 30-ka Aira caldera-forming eruption in SW Japan: contributions of crust-derived felsic and mafic magmas (2024)
  • 著者名/発表者名: Nishihara Ayumu、Tatsumi Yoshiyuki、Kaneko Katsuya、Kimura Jun-Ichi、Chang Qing、Geshi Nobuo、Miyazaki Takashi、Vaglarov Bogdan Stefanov、Hinata Hironobu、Suzuki-Kamata Keiko
  • 雑誌名: Frontiers in Earth Science 巻: 11 ページ: 1-19
  • DOI: 10.3389/feart.2023.1283844
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 阿蘇，姶良，鬼界の３つのカルデラ火山におけるマグマ過程の普遍性と個性 (2023)
  • 著者名/発表者名: 金子 克哉, 西原 歩, 菊池 瞭平, 新庄 研斗, 西村 公彦, 木村 純一, Chang Qing, 宮崎 隆, 羽生 毅
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2023大会
• [学会発表] 阿蘇火山Aso-2，Aso-3，Aso-4大規模噴火のマグマ中のメルト包有物の主要・微量元素組成 (2023)
  • 著者名/発表者名: 菊池 瞭平, 金子 克哉, Bachmann Olivie
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2023大会
• [学会発表] 7300年前の鬼界アカホヤ噴火以降の海底溶岩ドーム直下マグマ供給系の 進化 (2023)
  • 著者名/発表者名: 浜田 盛久, 羽生 毅, マッキントシュ アイオナ, テハダ マリアルイザ, チャン チン, 金子 克哉, 木村 純一, 清杉 孝司, 宮崎 隆, 中岡 礼奈, 西村 公宏, 佐藤 智紀, 島 伸和, 鈴木 桂子, 田中 聡, 巽 好幸, 上木 賢太, ヴァグラロフ ボグダン, 吉田 健太
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2023大会
• [学会発表] 姶良カルデラ火山における珪長質マグマ形成過程の時間変化 (2023)
  • 著者名/発表者名: 西原 歩, 金子克哉, 常 青, 木村純一, 下司信夫, 宮崎 隆, Bogdan Vaglarov
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2023大会
• [学会発表] 鬼界カルデラの海底カルデラ壁における掘削 (2023)
  • 著者名/発表者名: 羽生 毅, 宮崎 隆, Maria Luisa Tejada, 島 伸和, 金子克哉, 中岡礼奈, 清杉孝司, 鈴木桂子, 清水 賢, 西来邦章, 佐藤勇輝
  • 学会等名: 日本火山学会2023年度秋季大会
• [学会発表] 鬼界カルデラのマグマ源とその進化 (2023)
  • 著者名/発表者名: Maria Luisa Tejada, 羽生 毅, 宮崎 隆, 浜田盛久, 佐藤智紀, 島 伸和, 金子克哉, 中岡礼奈, 清杉孝司, 鈴木桂子, 石塚 治
  • 学会等名: 日本火山学会2023年度秋季大会
• [学会発表] 九重火山における3つの火砕流堆積物に関する岩石学的研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 藤本和希, 金子克哉, 菊池瞭平
  • 学会等名: 日本火山学会2023年度秋季大会
• [学会発表] Evolution of magma supply system beneath a submarine lava dome after the 7.3-ka caldera forming Kikai-Akahoya eruption (2023)
  • 著者名/発表者名: Morihisa Hamada, Takeshi Hanyu, Iona M. McIntosh, Maria Luisa G. Tejada, Qing Chang, Katsuya Kaneko, Jun-Ichi Kimura, Koji Kiyosugi, Takashi Miyazaki, Reina Nakaoka, Kimihiro Nishimura, Tomoki Sato, Nobukazu Sea, Keiko Suzuki, Kamata, Satoru Tanaka, Yoshiyuki Tatsum, Kenta Ueki, Bagdan S. Vaglaro, Kenta Yoshida
  • 学会等名: International symposium "Submarine caldera volcanoes"
  • 国際学会
• [学会発表] Magma genesis and temporal magmatic evolution in the three caldera volcanoes, Aso, Aira, and Kikai volcanoes, SW Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Katsuya Kaneko, Ayumu Nishihara, Ryohei Kikuchi, Kento Shinjo, Kimihiko Nishimura, Jun-Ichi Kimura, Takeshi Hanyu, Qing Chang, Takashi Miyazaki
  • 学会等名: International symposium "Submarine caldera volcanoes"
  • 国際学会
• [学会発表] Magma evolution from Tozurahara to Akahoya catastrophic eruptions at Kikai Caldera; a study on marine tephras from the Chikyu SCORE core (2023)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hanyu, Nobukazu Sea, Katsuya Kanek, Qing Chang, Reina Nakaoka, Koji Kiyosugi, Yuzuru Yamamo, Tetsuo Matsuno, Keiko Suzuki-Kama, Yoshiyuki Tatsumi
  • 学会等名: International symposium "Submarine caldera volcanoes"
  • 国際学会
• [学会発表] Change of magmatic characteristics between the 7.3-ka caldera forming eruption and the post lava dome eruption (2023)
  • 著者名/発表者名: Aoi Asada, Katsuya Kaneko, Takeshi Hanyu, Morihisa Hamada, Kenji Shimizu, Takayuki Ushikubo, Qing Chang
  • 学会等名: International symposium "Submarine caldera volcanoes"
  • 国際学会
• [学会発表] Origin of huge zoned ignimbrites of the Aso volcano based on melt inclusion and groundmass analyses (2023)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Kikuchi, Katsuya Kaneko, Olivier Bachmann
  • 学会等名: International symposium "Submarine caldera volcanoes"
  • 国際学会