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2022 年度 実施状況報告書

超巨大噴火は本当に存在し、将来起こるのか?古地磁気・地球物理・岩石鉱物学的検証

研究課題

研究課題/領域番号 22K18726
研究機関茨城大学

研究代表者

長谷川 健  茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (00574196)

研究分担者 山崎 雅  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (30760235)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2025-03-31
キーワード巨大噴火 / カルデラ / マグマ / 古地磁気 / 噴火継続時間 / マグマ滞留時間
研究実績の概要

本研究の目的は“人類未体験”と言われている超巨大噴火(噴出量>1000 km3)が、本当に存在したのかどうか?を検証することである。超巨大な量の噴火堆積物が存在しても、それが一瞬で噴出・堆積したことが証明できなければ、超巨大噴火とは言えない。仮にそれが、100年かけて断続的にゆっくり噴出・堆積したのであれば超巨大噴火ではない。超巨大噴火とされる堆積物の代表例は、北米のイエローストーン火山周辺に認められ、約200万年前に、3,000 km3以上のマグマを噴出してできたとされる。しかし、約200万年前において、何日間、あるいは何年間かけて噴出・堆積したのか?について定量的には全く分かっていない。また、一瞬で3,000 km3のマグマを噴出するためには、地下に同量のマグマを溜めて置かなければならないが、そのような超巨大マグマ溜まりを地殻浅部に維持することは可能なのか?これらの不明点を検証する。
R4年度は、イエローストーン火山地域において約200万年前に噴出したハックルベリーリッジタフ(HRT: 噴出量3,000 km3以上)の現地調査とサンプル採取を行った。HRTは、先行研究によって、下位からA~Cの3つのユニットに区分されている。仮にこれらのユニット境界に数十年以上の時間間隙があれば、上下ユニットが記録する古地磁気方位に差異が認められるはずである。ユニット境界に焦点を絞り、3つの地点で、合計100個の定方位(古地磁気測定用)サンプルを採取することができた。これらのサンプルの自然残留磁化(NRM)を試験的に測定した結果、ユニット境界で磁化方位の明瞭な際を認めることができ、HRTの噴出・堆積は数十年以上に及んできた可能性が指摘できた。

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

計画当初の予定通り、北米のイエローストーン火山地域において約200万年前に噴出したハックルベリーリッジタフ(HRT: 噴出量3,000 km3以上)の現地調査とサンプル採取を行うことができた。さらに、これらのサンプルを試験的に測定し、計画当初のアイデア、すなわち噴出量1,000 km3以上の超巨大噴火は存在しない可能性を指摘できるデータを得ることができた。以上の理由から、おおむね順調に進展していると判断する。

今後の研究の推進方策

R5年度は、R4年度の採取したハックルベリーリッジタフ(HRT)の本格的な古地磁気分析を行う。先行研究や本研究の試験的な分析結果から、HRTは地磁気エクスカーション(地磁気の永年変化率が通常時よりも速い)イベントの最中に噴出した可能性が高いと考えられるため、噴出・堆積に要した時間の見積もりの際には、地磁気変化速度の検証も必要である。この点に留意しながら古地磁気分析結果の解析を進めていく。HRTの噴出・堆積に要した時間が数十年~100年以上であると確定できた場合は、最下位ユニットであるAと、最上位ユニットであるCを構成するマグマ物質(軽石)に含まれる鉱物(斜長石、輝石、石英、など)の元素拡散を利用して、マグマ溜まりの滞留時間を求める。
地球上で認められるもう一つの超巨大噴火の例であるインドネシアのトバ火山の文献調査を開始し、現地調査とサンプル採取を試みる。
また、研究分担者の協力を得ながら、地殻弾性体モデルによるマグマ滞留シミュレーションマグマを実施する。

次年度使用額が生じた理由

北米イエローストーン火山の調査において、調査のためのレンタカー代や現地研究協力者の旅費などを計上していたが、それらが必要なくなった。これらの助成金は、R5年度として請求した助成金と合わせて、R5年度における調査旅費、調査道具・器具などに使用する。また、R5年度に重点的に行う古地磁気分析や岩石鉱物学的分析のための、研究協力者の旅費や消耗品にも使用する。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] カンタベリー大学/オークランド大学(ニュージーランド)

    • 国名
      ニュージーランド
    • 外国機関名
      カンタベリー大学/オークランド大学
  • [雑誌論文] Chronology and Magmatic Evolution of Shiobara Caldera-Forming Eruption Deposits, Tochigi Prefecture2023

    • 著者名/発表者名
      Nishino Yuki、Hasegawa Takeshi、Ito Hisatoshi、Kikuchi Akihiko、Ooi Shinzou
    • 雑誌名

      The Journal of the Geological Society of Japan

      巻: 129 ページ: 61~73

    • DOI

      10.5575/geosoc.2022.0046

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Paleomagnetic constraint of the age and duration of the Taupo Eruption, New Zealand2023

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Takeshi、Greve Annika、Gravley Darren M.、Kusu Chie、Kaneda Yasuaki、Shibata Shohei、Okada Makoto、K?sik Szabolcs、Mochizuki Nobutatsu、Turner Gillian
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 75 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-023-01779-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 北海道東部,屈斜路火山40 kaカルデラ形成噴火(Kp I)の推移:2022

    • 著者名/発表者名
      柴田 翔平、長谷川 健
    • 雑誌名

      火山

      巻: 67 ページ: 149~169

    • DOI

      10.18940/kazan.67.2_149

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The complexities of assessing volcanic hazards along the Cameroon Volcanic Line using spatial distribution of monogenetic volcanoes2022

    • 著者名/発表者名
      Schmidt Christoph、Laag Christian、Whitehead Melody、Profe Jorn、Tongwa Aka Festus、Hasegawa Takeshi、Kereszturi Gabor
    • 雑誌名

      Journal of Volcanology and Geothermal Research

      巻: 427 ページ: 107558~107558

    • DOI

      10.1016/j.jvolgeores.2022.107558

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Geological, geophysical, and geochemical constraints on the time-space evolution of Akan composite caldera, Hokkaido, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Takeshi、Nakagawa Mitsuhiro、Kamiyama Hiroyuki、Yamamoto Akihiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 10 ページ: -

    • DOI

      10.3389/feart.2022.953152

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Generation process of large-scale phreatoplinian eruption from Kutcharo volcano, eastern Hokkaifo: Inferred from stratigraphy and water content of volcanic glass2023

    • 著者名/発表者名
      Shibata, S., Hasegawa, T.
    • 学会等名
      IAVCEI 2023, Rotorua, New Zealand
    • 国際学会
  • [学会発表] Upper Triassic mafic dykes of Lake Nyos II (comparisons with other dykes): Geochemical evidence for paleosubduction-modified mantle beneath Cameroon Line2023

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa, T., Aka, F.T., Watanabe, S., Nche N.A., Asaah, A.N.E., Iwamori, H., Yokoyama, T., Sumino, H., Ichihara, M., Ohba, T.
    • 学会等名
      IAVCEI 2023, Rotorua, New Zealand
    • 国際学会
  • [学会発表] Did CAMP magmatism extend to the proto Cameroon Volcanic Line in the Gulf of Guinea?2023

    • 著者名/発表者名
      Aka, F.T., Hasegawa, T., Watanabe, S., Asaah, A.N.E., Nche N.A., Iwamori, H., Sumino, H., Yokoyama, T., Ichihara, M., Ohba, T.
    • 学会等名
      IAVCEI 2023, Rotorua, New Zealand
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal development from crystal mush to melt-dominated reservoirs in Miyakejima volcano, Izu-Bonin arc, Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, S., Hasegawa, T., Oikawa, T., Geshi, N.
    • 学会等名
      IAVCEI 2023, Rotorua, New Zealand
    • 国際学会
  • [学会発表] 北海道東部,屈斜路火山40 ka噴火(Kp I)からみる水蒸気プリニー式噴火の発生機構:マグマー外来水の接触条件について2022

    • 著者名/発表者名
      柴田翔平,長谷川健
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2022, 幕張 & オンライン
  • [学会発表] 吾妻火山,燕沢火口列周辺に分布する巨大な火山弾の古地磁気年代測定:1893年噴火がマグマ噴火であった可能性について2022

    • 著者名/発表者名
      長谷川健,菊池文太,柴田翔平,山本祐二,井村匠,伴雅雄,岡田誠,相部達郎
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2022, 幕張 & オンライン
  • [学会発表] 三宅島火山,南部沿岸域に分布するマグマ水蒸気噴火堆積物の層序とマール群の噴火活動史2022

    • 著者名/発表者名
      渡部将太, 及川輝樹, 下司信夫, 長谷川健
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2022, 幕張 & オンライン
  • [学会発表] 吾妻火山群最新期,吾妻小富士噴出物の層序と山体形成史2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木和馬,戸丸淳晴,長谷川健
    • 学会等名
      日本地質学会第129回学術大会
  • [学会発表] 吾妻ー浄土平火山,吾妻小富士火砕丘の層序と噴火様式の変遷2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木和馬,戸丸淳晴,長谷川健
    • 学会等名
      日本火山学会2022年秋季大会学術講演会
  • [学会発表] テフラ層序に基づく那須茶臼岳火山の岩石鉱物学的検討2022

    • 著者名/発表者名
      吉川洸希,長谷川健,Chris Conway,谷健一郎
    • 学会等名
      日本火山学会2022年秋季大会学術講演会
  • [学会発表] Paleomagnetic directional change observed for non-welded pyrocrastic flow deposits of the 46 ka Shikotsu caldera-forming eruption2022

    • 著者名/発表者名
      望月伸竜,長谷川健,穴井千里,中川光弘,渋谷秀敏
    • 学会等名
      第152回地球電磁気・地球惑星圏学会

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公開日: 2023-12-25  

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