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国際火山噴火史情報研究集会 講演要旨集 2016-2 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics 2016-2

インドネシア・バリ島のバツールカルデラ カルデラ湖対岸より見た後カルデラ火山のバツール火山 Batur caldera, North Bali, Indonesia Post-caldera volcano Batur viewed from opposite side of caldera lake

2017 年 1 月 21～22 日 福岡大学七隈キャンパス

国際火山噴火史情報研究集会（2016 年度 No. 2）

日 時：2017 年 1 月 21 日（土）～22 日（日） 会 場：福岡大学七隈キャンパス 18 号館 2 階 1824 講義室 主 催：西日本火山活動研究集会，福岡大学国際火山噴火史情報研究所 後 援：熊本大学大学院自然科学研究科附属減災型社会システム実践研究教育センター，九 州応用地質学会，阿蘇火山博物館，桜島ミュージアム その他：参加費無料，事前登録不要，要旨集無料配布

プログラム 1 月 21 日（土） 午前（10 時～12 時 30 分）座長：稲倉寛仁・藤木利之・小林哲夫 1-01. 田口幸洋・高向翔太（福岡大）・千葉 仁（岡山大）「大岳－八丁原地域の深成酸性熱 水活動について」 1-02. 野口 真・藤木利之（岡山理大）・奥野 充（福岡大）・鳥井真之（熊本大）・Lyn Gualtieri （シアトル大）・Brenn Sarata（フグロ NV）・和田恵治（北海道教育大旭川校）・中村俊 夫（名古屋大）・Dixie West（カンザス大）「アリューシャン列島，アダック島のハベン 湖周辺の植生変遷」 1-03. 前田悠斗・藤木利之（岡山理大）・Ericson Bariso・Danikko John V. Rivera・Robjunelieaaa B. Lim・Cathy D. Pogay・Marie Thess D. Quilalan・Arturo Daag（PHIVOLCS）・鳥井真之 （熊本大）・山﨑圭二・中西利典・奥野 充（福岡大）「フィリピン，ルソン島パイタ ン湖周辺の古環境変化」 1-04. 奥野 充（福岡大）・Virginia Hatfield（アリューシャン博）・Kale Bruner（カンザス大）・ 藤木利之（岡山理大）・中村俊夫（名古屋大）「アリューシャン列島，ウナラスカ島の ダッチハーバー周辺の泥炭層の層序と年代」 1-05. 田中和広（山口大）「災害に対する理解の向上，教育，情報の共有と伝達－学術会議 からの提言」 1-06. 黒木貴一・出口将夫（福岡教育大）「雲仙東麓の火山麓扇状地における 1993 年以降の 標高変化」 1-07.長谷中利昭（熊本大）「阿蘇における珪長質マグマの噴火度評価」 1-08. 椎原航介・長谷中利昭（熊本大）・安田 敦・外西奈津美（東大）・森 康（北九州博） 「阿蘇-4 火砕噴火直前に噴火した大峰火山:メルト包有物組成からみるマグマ供給系の 変遷」 1-09. 川口允孝・長谷中利昭（熊本大）・安田 敦・外西奈津美（東大）・森 康（北九州博） 「阿蘇における浅部マグマ溜りへの高 S 濃度マグマ供給の証拠」

午後（13 時 20 分～17 時 40 分）座長：宝田晋治・辻 智大・佐藤鋭一・清杉孝司 1-10. 三好雅也（福井大）「阿蘇のマグマ供給系の変遷」 1-11. 小林哲夫（鹿児島大）「カルデラ噴火の前兆現象」 1-12. 井口正人（京大）「姶良カルデラのマグマ蓄積」 1-13. 森 済（ 西技）「カルデラ火山の地殻変動のモニタリング手法－Long Valley Caldera の 例－」 1-14. 宝田晋治（産総研）「堆積構造・シミュレーションによる火砕流の流動堆積機構」 1-15. 清杉孝司（神戸大）「異なる沈み込み帯における噴火の規模と頻度の推定」 1-16. 任 忠完・李 仁盛（ソウル大）「Eruption histories and genesis of Baekdusan volcanoes」 1-17. 辻 智大（四国総研）・西坂直樹・大西耕造（四国電力）「阿蘇山中岳 2016 年 10 月 8 日噴火直後の火山灰調査報告」 1-18. 鮎沢 潤・奥野 充（福岡大）「火山噴火史と博物館」 1-19. 中西利典・堀川義之・奥野 充（福岡大）「隠岐ジオパークで得られたボーリングコ ア試料における U-Oki テフラの検討」 1-20. 藤木利之（岡山理大）和田恵治（北海道教育大旭川校）・佐藤鋭一（神戸大）・奥野 充 （福岡大）「北海道コア試料の花粉化石およびテフラ分析：火山噴火の植生へのインパ クトと回復プロセス」 1-21. 和田恵治（北海道教育大旭川校）「北海道東部のテフラ：特に摩周火山の形成史の検 討」 1-22. 佐藤鋭一（神戸大）・和田恵治（北海道教育大旭川校）「北海道東部，雌阿寒岳，阿寒 富士の噴火活動」

1 月 22 日（日） 午前（9 時～12 時 20 分）座長：奥野 充・山田和芳・西園幸久 2-01. 稲倉寛仁（西技）・趙 大鵬（東北大）・西園幸久（西技）「熊本地震前の走時データ を用いた中九州の地震波トモグラフィー」 2-02. 趙 大鵬（東北大）「2016 年熊本震源域の地震波速度と減衰トモグフィー」 2-03. 芝崎文一郎（建築研）・松本拓巳（防災科研）・三浦 哲・武藤 潤（東北大）・飯沼 卓（JAMSTEC）「不均質岩石レオロジーを考慮した大地震後の粘弾性緩和過程のモデル 化 －火山地帯周辺での変形－」 2-04. 山崎 雅（産総研）・小林知勝（国土地理院）「 マグマ貫入による粘弾性地殻変動：屈 斜路カルデラでの事例」 2-05. 小林哲夫（鹿児島大）「ブラスト噴火と防災」 2-06. 七山 太（産総研）「火山噴火によって発生した津波と津波痕跡：1640 年北海道駒ヶ 岳噴火津波と 1741 年渡島大島噴火津波の事例」 2-07. 山田和芳（ふじのくに地球環境史ミュージアム）・原口 強 （大阪市大）・Raymond Patrick R. Maximo・Danikko John V. Rivera・Robjunelieaaa B. Lim・Cathy D. Pogay・Marie Thess D. Quilalang・Emmanuelle D. Mitiam・Ericson Bariso（PHIVOLCS）・ 藤木利之（岡 山理大）・中村俊夫（名古屋大）・奥野 充（福岡大）「フィリピン・ラグナ州，サンパ ブロ湖沼群の音波探査調査に基づく湖底地形と形成期の推定」 2-08. 中西利典・奥野 充（福岡大）・山田和芳（ふじのくに地球環境史ミュージアム）・Ericson Bariso・Danikko John V. Rivera・Robjunelieaaa B. Lim・Cathy D. Pogay・Marie Thess D. Quilalang（PHIVOLCS）・藤木利之（岡山理大）・原口 強（大阪市大）・中村俊夫（名 古屋大）・小林哲夫（鹿児島大）「フィリピン・ラグナ州，サンパブロ・セブンレイク スから得たピストンコア試料の層序」

午後（13 時 20 分～16 時）座長：中西利典・高橋伸弥・鳥井真之 2-09. 木村治夫（電中研）・中西利典（福岡大）・大木理江花（電中研）「斜めずれ活断層（主 に横ずれ）の極浅部地下構造－姫之湯断層（1930 北伊豆地震断層）と早霧湖断層の例 －」 2-10. 鳥井真之・渡邉 勇・藤見俊夫（熊本大）・鶴田直之･奥野 充 （福岡大）・池辺伸一郎 （阿蘇火山博）「 2016 年熊本地震における災害遺産の保存の現状と課題」 2-11. 奥村 勝・高橋伸弥・鶴田直之（福岡大）「島原城周辺におけるジオパークガイドア プリケーションの実地評価」 2-12. 鶴田直之・福田将之（福岡大）「複合現実感を用いたジオパークアプリのガイドアプ リ開発とその性能評価」 2-13. 高橋伸弥・奥村 勝・鶴田直之（福岡大）「市民参加型露頭情報データベースサービ ス「じおログ」の今後の展開について」 2-14. 鶴田直之・立花健太郎（福岡大）「道路モルタル法面管理のための３次元地形情報 Linked Database System の構築」 2-15. 小林哲夫（鹿児島大）・奥野 充（福岡大）・ I Wayan Warmada（ガジャ・マダ大）「ロ ンボク島，サマラス火山の 1257 年カルデラ形成噴火とその前兆的な噴火」 2-16. 奥野 充（福岡大）・Agung Harijoko・I Wayan Warmada（ガジャ・マダ大）・渡邊公一 郎（九州大）・中村俊夫（名古屋大）・田口幸洋（福岡大）・小林哲夫（鹿児島大）「イ ンドネシア・バリ島，ブヤン−ブラタン火山の後カルデラ火山の完新世噴火史」

The International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2) Date：21-22 January , 2017 Venue：Room 1824 in the 18th Building, Nanakuma Campus, Fukuoka University Organization：West Japan Volcanism Research Group, and AIG collaborative research institute for international study on eruptive history and informatics, Fukuoka University Support：Implementation Research and Education System Center for Reducing Disaster Risk, Kumamoto University, Kyushu Society of Engineering Geology, Aso Volcano Museum, and Sakurajima Museum

Program： 21st January, 10:00～12:30, Chair: H. Inakura, T. Fujiki, and T. Kobayashi 1-01. S. Taguchi et al.: Acid alteration by hypogene fluid at Otake-Hatchobaru Geothermal Area, Kyushu, Japan 1-02. M. Noguchi et al.: Vegetation change viewed from pollen analysis around Haven Lake in Adak Island, Central Aleutians, Alaska 1-03. Y. Maeda et al.: Vegetation changes around Lake Paitan, Luzon Island, Philippines 1-04. M. Okuno et al.: Stratigraphy and age of peat layers around Dutch Harbor, Unalaska Island, Alaska 1-05. K. Tanaka: Deepening of understanding, education and joint and transmission of information for natural disaster – Proposal from Science Council of Japan – 1-06. T. Kuroki and M. Deguchi: Elevation changes of a volcanic fan at the eastern side of Unzen volcano since 1993 1-07. T. Hasenaka: Evaluation of eruptivity of silicic magma in Aso volcano system 1-08. K. Shiihara et al.: Omine volcano erupted just before Aso-4 pyroclastic flow: Transition of magma supply system inferred from composition of melt inclusions 1-09. M. Kawaguchi et al.: The evidence of high-sulfur basaltic melt injected into shallower reserver beneath Aso

13:20～17:40, Chair: S. Takarada, T. Tsuji, and K. Kiyosugi 1-10. M. Miyoshi.: Evolution of magma plumbing system of Aso volcano, central Kyushu, Japan 1-11. T. Kobayashi: Precursors to the caldera-forming eruption 1-12. M. Iguchi: Storing of magma beneath the Aira Caldera 1-13. H. Mori: Geodetic monitoring at a caldera volcano– In case of Long Valley Caldera, USA – 1-14. S. Takarada: Emplacement mechanism of pyroclastic flows based on depositional features and simulation 1-15. K. Kiyosugi: Frequency of volcanic eruptions in sub-regions in Japan 1-16. C. Lim and I. Lee: Eruption histories and genesis of Baekdusan volcanoes 1-17. T. Tsuji et al.: Survey report on the volcanic ash from Mt. Aso Nakadake eruption, Japan, 8 October 2016 1-18. J. Aizawa and M. Okuno: Study on eruptive history and related museums 1-19. T. Nakanishi et al.: Investigation of U-Oki tephra from the drilling cores in the Oki Islands Geopark 1-20. T. Fujiki et al.: Pollen analysis and tephra analysis of sediment samples from Hokkaido, northern Japan: Impact on the vegetation by the volcanic eruption and their recovery process 1-21. K. Wada: Review study about tephra deposits in eastern Hokkaido with special reference of volcanic history of Mashu volcano 1-22. E. Sato and K. Wada: Eruption history of Akanfuji in the Me-akan volcano, eastern Hokkaido, Japan

22nd January, 9:00～12:20, Chair: M. Okuno, K. Yamada, and Y. Nishizono 2-01. H. Inakura et al.: Seismic tomography of Central Kyushu using travel-time data before the 2016 Kumamoto earthquake 2-02. D. Zhao: Seismic velocity and attenuation tomography of the 2016 Kumamoto earthquake area 2-03. B. Shibasaki et al.: Modeling postseismic deformation after large earthquakes considering heterogeneous reological structure: deformation in the volcanic region 2-04. T. Yamasaki and T. Kobayashi: Viscoelastic crustal deformation by magmatic intrusion: A case study in the Kutcharo caldera, eastern Hokkaido, Japan 2-05. T. Kobayashi: Blast eruptions and disaster prevention 2-06. F. Nanayama: Tsunami and tsunami traces caused by volcanic eruption: Example from the 1640 Hokkaido Komagatake volcano eruption tsunami and the 1741 Oshima-oshima volcano eruption tsunami, southwestern Hokkaido, Japan 2-07. K. Yamada et al. Lake bed configuration on Seven lakes of San Pablo, Province of Laguna, Philippines 2-08. T. Nakanishi et al.: Stratigraphy of piston cores from the Severn Lakes in the San Pablo Volcanic Field, the Province of Laguna, Philippines

13:20～16:00, Chair: T. Nakanishi, S. Takahashi, and M. Torii 2-09. H. Kimura et al.: Nearsurface structure of active oblique-slip faults composed mostly lateral components: Case studies of the Himenoyu fault ruptured during the 1930 Kita-Izu earthquake and the Sagiriko fault in central Japan 2-10. M. Torii et al.: Current status and problems of preservation of disaster remnants resulting from the 2016 Kumamoto Earthquake 2-11. M. Okumura et al.: A evalation report of Geopark guide application around Shimabara Castle 2-12. N. Tsuruta and M. Fukuda: Development and performance evaluation of a guidance application using augmented reality for Geopark 2-13. S. Takahashi et al.: Future development plan of GeoLog: Outcrop database service with community participation 2-14. N. Tsuruta and K. Tachibana: Development a database system of three dimensional geological information for maintenance of shotcrete road slopes 2-15. T. Kobayashi et al. The 1257 caldera-forming eruption of Samalas volcano, Lombok Island, Indonesia, and its precursory eruptions 2-16. M. Okuno et al.: Holocene eruptive history of post-caldera volcanoes in the Buyan-Bratan caldera in Bali Island, Indonesia

Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-01 大岳－八丁原地域の深成酸性熱水活動について

田口幸洋 1, 2・高向翔太 1・千葉 仁 3

Acid alteration by hypogene fluid at Otake-Hatchobaru Geothermal Area, Kyushu, Japan

Sachihiro Taguchi1, 2, Shota Takamuku1, and Hitoshi Chiba3

1 Department of Earth System Science, Faculty of Science, Also; AIG Collaborative Research Institute for International Study on Eruptive History and Informatics, Fukuoka University, Fukuoka 814-0180 Japan 2 Corresponding author. E-mail: [email protected] 3 Department of Earth Science, Faculty of Science, Okayama University, Okayama 700-0005 Japan

九重火山の北西斜面上に位置する大分県大岳－八丁原地熱地域は，日本でも有数の地熱ポテンシャ

ルの高い地域である．大岳では 1967 年より 1.25 万 kW，八丁原では 1977 年に 5.5 万 kW，1990 年にさ

らに 5.5 万 kW を追加し，この地域で約 12 万 kW の地熱発電がおこなわれている． この地域の地熱徴候には，温泉，噴気帯（地獄），変質帯などがあり，それらが主に北西系の断層に 沿って広く分布している（第１図）．変質帯のうち酸性変質

作用でできた明礬石帯は，八丁原の小松地獄や大岳の地獄 付近で発達している．このような酸性変質作用は，地表付 近で形成される酸性熱水によるものと，地下深部起源（深

成）の酸性熱水によるものがある．

八丁原では地下 1000m 以上まで酸性変質作用が認められ， 大岳ではそれが非常に浅く明礬石帯は厚さ 100ｍ以内であ

る（Hayashi, 1973）．両地域の明礬石帯をつくった酸性熱水 は深部起源であり，それに地表付近で形成された酸性熱水

活動がオーバープリントされている（清﨑ほか，2006； Taguchi et al., 2006）． 大岳，八丁原間の地表に分布する明礬石の硫黄の同位体

比はほとんどが 20‰以上で，深成の酸性熱水活動下での生 成を示唆し，かつてこの地域に広範囲にその活動が広がっ ていたことが明らかとなった． 第１図 大岳－八丁原地域の変質帯

分布．Hayashi (1973)に一部加筆

1 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-02 アリューシャン列島中央部， アダック島のハベン湖周辺の植生変遷

野口 真・藤木利之（岡山理大）・奥野 充（福岡大）・鳥井真之（熊本大） Lyn Gualtieri（シアトル大）・Brenn Sarata（フグロ NV）・和田恵治（北海道教育大） 中村俊夫（名古屋大）・Dixie West（カンザス大）

Vegetation change viewed from pollen analysis around Haven Lake in Adak Island, Central Aleutians, Alaska

Makoto Noguchi, Toshiyuki Fujiki (Okayama Univ. Science), Mitsuru Okuno (Fukuoka Univ.), Lyn Guiltieri (Seattle Univ.), Brenn Sarata (Fugro NV, The Netherlands), Masayuki Torii (Kumamoto Univ.), Keiji Wada (Hokkaido Univ. Education), Toshio Nakamura (Nagoya Univ.) and Dixie West (Univ. Kansas)

To determine vegetation changes in the central Aleutians, Alaska, we collected peaty sediments (ADK13083002 Core) from Haven Lake on Adak Island. We confirmed six tephra layers originally defined by Black (1976): 40 Year (0.4 cal kBP), YBO (3.6 cal kBP), Sandwich (4.7 cal kBP), Intermediate (7.2 cal kBP), Main (9.5 cal kBP) and Upper and Lower Gritty (ca. 10 kBP). Four major pollen assemblage zones (HL-1 to -4 in descending order) are recognized in the cored sediments. The HL-1 pollen zone is dominated by Ranunclaceae and Empetrum. Poaseae, Ranunclaceae, and Empetrum are principal components in the HL-2 pollen zone. The HL-3 pollen zone is dominated by Poaseae and Empetrum. The HL-4 pollen zone is largely comprised of Poaseae, Cyperaceae, Empetrum and Lycopodiaceae. Charcoal fragments increase above the Intermediate Tephra. Current data indicate that the Aleut people migrated to Adak Island ca. 7 cal kBP.

Keywords: tephra, pollen analysis, vegetation change, peaty sediments, charcoal chip

１． はじめに

アリューシャン列島では，これまでアダック島（Heusser, 1978），アトカ島とアッツ島（Heusser, 1990） などの花粉分析結果がある．今回報告するアダック島は，アリューシャン列島中央部のアンドレアノ フ諸島に属し，本島の堆積物には年代が明らかな多くのテフラ（火山灰層）が挟在しているため，詳

細な年代編年を行うことができる（Black, 1976）．また，これらの降灰による植生の変化は一時的なも のと考えられている（Heusser, 1978）．本研究では，ハベン湖（Haven Lake）周辺で採取したコア試料

2 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

で花粉分析を行い，アダック島の植生変遷を明らかにし，その変遷の背景について考察した．

２． 周辺概況

アダック島の気候は海洋性気候で，気温は年間を通して低い．夏の平均気温は 7～11℃，冬の平均気温 は氷点下付近で，年間平均降水量は約 1525 mm である．冬には霧，低い雲，嵐が多く発生する（van der Leeden and Troise, 1974）．植生は草原であり樹木は見られず，植物群落は草本類とヒース（荒地の低い 植物群）の 2 つに分けられる（Bank, 1952; Hulten, 1960）．草本類は主にイネ科（Poaceae），カヤツリグ サ科（Cyperaceae），キンポウゲ科（Ranunculaceae），セリ科（Apiaceae）が見られ，ヒースは主にツツ ジ科ガンコウラン属（Empetrum）のセイヨウガンコウラン（E. nigrum）である（Heusser, 1978）．

Fig. 1 Map showing location of sampling point.

３． 分析試料と年代

2013 年 8 月 30 日にハベン湖周辺の北緯 51° 54' 23.4"，西経 176° 38' 38.4"においてピートサンプラー を用いて全長 233 cm のコア（ADK13083002 Core）を得た（Fig. 1）．全層が泥炭層で，14～18 cm（40 Years）， 40～44 cm（YBO）， 72～79 cm（Sandwich），121～134 cm（Intermediate），154～176 cm（Main），196 ～200 cm（Upper and Lower Gritty）にテフラが見られた（Fig. 2）．さらに，これらのテフラの年代は， 40 Years テフラが 0.4 cal kBP，YBO テフラが 3.6 cal kBP，Sandwich テフラが 4.7 cal kBP，Intermediate テフラが 7.2 cal kBP，Main テフラが 9.5 cal kBP であった（Okuno et al., 2012，奥野ほか, 2014）．試料 の堆積速度は上部に向って徐々に速くなっていたが，YBO テフラと 40 Years テフラ間は急に速度が遅 くなっていた（Fig. 2）．

3 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

４． 分析方法

KOH 処理，HCl 処理，ZnCl2 比重分離処理，アセトリシス処理を行い，残渣をエタノールで脱水後， キシレンに置換してオイキットで封入し，プレパラートを作成した．分析は 5 cm 間隔で行い，花粉・ 胞子は倍率 400 倍で検鏡し，必要に応じて倍率 600 倍も用いて同定した．測定は，各層について樹木 花粉（AP）と非樹木花粉（NAP）を合わせて 500 個以上になるまで行った．花粉・胞子の出現頻度は 樹木花粉と非樹木花粉の総和を基本数とし，百分率で示した．木炭片は花粉と胞子を 500 個測定する 間に検出される個数を測定した．

Fig. 2 Columnar section showing the stratigraphy and age-depth profile of ADK13083002 Core.

4 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 3 Selected light microphotographs of the fossil pollen found from ADK13083002 Core: 1: Pinus, 2: Betula, 3: Alnus, 4: Salix, 5: Empetrum, 6: Coptis, 7: other Ranunculaceae, 8: Apiaceae, 9: Artemisia, 10: other Asteraceae, 11: Poaceae, 12: Cyperaceae, 13: Polypodiaceae, 14: Lycopodiaceae, 15: Sphagnaceae, scale bar is 10 μm.

Fig. 4 Pollen diagram for ADK13083002 Core.

５． 分析結果と考察

全層でイネ科，ガンコウラン属，ヒカゲノカズラ科（Lycopodiaceae）が多く見られた．最下部から 約 180 cm にかけて，カヤツリグサ科が多く，ヤナギ属（Salix）とその他のキク科（other Asteraceae） は減少傾向にある．約 150～130 cm ではカヤツリグサ科は減少し，ヒカゲノカズラ科，ウラボシ科 （Polypodiaceae）も減少傾向にある．約 120 cm からはイネ科，カヤツリグサ科は減少傾向にある．オ ウレン属（Coptis）を含むキンポウゲ科は 50 cm 付近で一度減少するが，増加傾向にあるといえる．ガ ンコウラン属は約 40 cm までは増加傾向にあり，特に 50 cm ではその割合が急増している．ガンコウ ラン属は，葉を細く巻き込み針状に変え，強風や寒さに耐えられるようになっており，他の種が生育

5 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

できないような強風下でも生育することができる（小泉, 2009）ため，当時は非常に強い風が支配して いたと考えられる．しかし，40 cm 以降は減少傾向にある．カバノキ属（Betula）やハンノキ属（Alnus）， マツ属（Pinus）の花粉は大陸からの風によって他の島から運搬されたと考えられる．同様に，アリュ ーシャン列島の他のカバノキ属やハンノキ属，マツ属が生育しない島でもこれらの花粉がみられてい

る．カバノキ属はウニマク島から北東 100 km のアラスカ半島沿岸部，ハンノキ属は北東 1,000 km のウ ムナック島，マツ属はカムチャッカ半島が花粉の産地だと考えられている（Hulten, 1968）． また，プレパラート中には多くの木炭片が検出された．約 180 cm でも若干検出されたが，Intermediate テフラ層上部の約 130 cm 以浅からは安定して検出された．そのため，アダック島の先住民であるアレ ウト族が定住を始めたのは約 7000 cal BP からではないかと考えられ，約 130 cm 以降の化石花粉の割 合の変化には気候変動に加え，人間活動による変化も加わっている可能性がある．実際，Intermediate テフラ層の上部からは，アレウト族の貝塚が見つかっており（Okuno et al., 2007），調和的である．燃 料として使用される植物は流木も考えられるが，木炭片が増加を始める約 200 cm 付近からガンコウラ ン属が減少をしているため，常時採取可能な小低木のセイヨウガンコウランが使用されたと推定され る．

謝辞 本研究には日本学術振興会の科研費・基盤研究（C）「テフラと放射性炭素年代によるアリュー

ト遺跡および火山噴火史に関する日米共同研究」（代表者：奥野 充，課題番号 23501254）の一部を使

用した．記して謝意を表す．

Reference

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6 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Intercalated with Tephra Layers in Adak Island and Adjacent Volcanoes in the West-central Aleutians,

Alaska, USA. Jour. Geol. Soc. Japan, 113, XI-XII. Okuno, M., Wada, K., Nakamura, T., Gualtieri, L., Brenn, S., Dixie, W. and Torii, M. (2012) Holocene Tephra Layers on the Northen Half of Adak Island in the West-central Aleutian Islands, Alaska. In West, D.,

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奥野 充・和田恵治・鳥井真之・檀原 徹・ガルティエリ リン・サラータ ブレン・中村俊夫（2014） アラスカ，アリューシャン列島のアダック島でのテフロクロノロジー．名古屋大学加速器質量分

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1678, 181-197.

7 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-03 フィリピン，ルソン島パイタン湖周辺の植生変遷

前田悠斗・藤木利之（岡山理科）・Ericson Bariso・Danikko John V. Rivera・ Robjunelieaaa B. Lim・Cathy D. Pogay・Marie Thess D. Quilalan・Arturo Daag （PHIVOLCS）・鳥井真之（熊本大）・山﨑圭二・中西利典・奥野 充（福岡大）

Vegetation changes around Lake Paitan, Luzon Island, Philippines

Yuto Maeda, Toshiyuki Fujiki (Okayama Univ. Science), Ericson Bariso, Danikko John V. Rivera, Robjunelieaaa B. Lim, Cathy D. Pogay, Marie Thess D. Quilalan, Arturo Daag (PHIVOLCS), Masayuki Torii (Kumamoto Univ.), Keiji Yamasaki, Toshimichi Nakanisi and Mitsuru Okuno (Fukuoka Univ.)

To determine vegetation changes in northern part of Luzon Central Plain (Luzon Island), we collected sediments from Lake Paitan. It seems that the vegetation around Paitan Lake during last glacial maximum vegetation around this lake was the grassland mainly composed of Gramineae, and Castanea/Castanopsis forests were distributed. However, it is thought that this forest decreased at the end of last glacial period. The grassland continued dominant during postglacial period. In addition, it seems that Pinus forests increased, after that

Castanea/Castanopsis forests increased. It is thought that the water level of this lake rose before about 17,000 cal BP and after about 2,000 cal BP from the fluctuation of Nymphoides pollen of aquatic plant. It is considered that the rice field started from about 350 cal BP around this lake.

Keywords: pollen analysis, vegetation change, peaty sediments

１．はじめに 熱帯域は植物種の多さに加え，その花粉形態の解明があまりなされていない．そのため，熱帯域の 花粉分析は非常に難しく分析数も非常に少ないのが現状である．フィリピンにおいても，その数は非

常に少なく，ルソン島北部のパオアイ湖 Paoay Lake（Stevenson et al., 2010），ルソン島中央部のパイタ ン湖（Fujiki et al., 2013）があるのみである． 今回報告するパイタン湖は，フィリピン共和国ルソン島のルソン中央平原北部の Amorong 単成火山 群の火口湖の 1 つで，標高約 65 m 位置し，東西約 0.8 km，南北約 1.2 m の湖である（守屋, 2014）．パ イタン湖では，これまでに，テフラ分析（山崎ほか, 2016），珪藻分析（山崎ほか, 2016），予察的な花 粉分析（Fujiki et al., 2013）や植物珪酸体分析（吉田ほか, 2011）などの研究が行われている．山崎ほか

8 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

（2016）のテフラ分析によると，ボーリングコア試料で確認されたテフラ層は，パイタン湖の南西に 位置するピナツボ火山に由来する可能性があるとされている．また，山崎ほか(2016)の珪藻分析およ び 14C 年代測定によると，パイタン湖は約 23,700 年～約 2300 年前には淡水湖沼であり，約 2300 年前 ～現在では沼沢または泥炭地であったと推定されている．吉田ほか（2011）の植物珪酸体分析では， 約 2460 年～約 1410 年前はイネ科植生と針葉樹林植生が，約 1410 年～約 1150 年前はイネ科などの草 本植生と木本植生が，約 1150 年～約 350 年前はイネ科植生および竹林が，約 350 年前～現在はイネ科 植生あったと推定されている．本湖の古環境研究は，これまで様々な方面からの研究がなされてきた

が，花粉分析による研究は Fujiki et al.（2013）の予察的な研究があるだけで，詳細な植生変遷は解明 されていない．そこで本研究では，パイタン湖から採取された深度 28 m のボーリングコア試料 （鳥 井ほか, 2015）を用いて花粉分析を行い，パイタン湖周辺の古植生の変化について考察した．

２．周辺概況

ルソン中央平原は，ケッペンの気候区分で熱帯モンスーン気候に属しており雨季と乾季が存在する．

年間平均気温は 25-27 ℃，年間降水量は約 2100mm である．周辺の植生は，稲作を中心とした農業が 行われ，水田が広がっている．また，この平原境界部の丘陵地には，現地名でコゴン（Cogon）と呼ば

れるイネ科草本植物の草原が広がっているほか，イネ科のサトウキビ属のタラヒブ（Saccharum spontaneum）やメガルカヤ属のサモン（Themeda triandra）などの草本が優占する草原がある（吉田ほ か, 2011）． その他，火山湖であるパイタン湖は流入河川がなく，北側に幅数 mの流出河川があるの

みの閉鎖的な環境である（山崎ほか, 2016）．

Fig 1. Map showing location of sampling point (after Yamazaki et al., 2016).

３．分析試料と年代

分析試料はパイタン湖の湖岸の N15°50′05.95″，E120°43′59.11″で（Fig １；星印），2015 年 1 月 29 日から 2 月 6 日に，打ち込み式によって掘削が行われた（鳥井ほか, 2015）．今回採取されたボーリン

9 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

グコア試料は全長 28 m で，回収率は 57.2％であった．また，ボーリングコア試料は，深度 0～3 m の 泥層および泥炭層と深度 3～28 m の黒色泥層の 2 つに区分された（鳥井ほか, 2015）．ボーリングコア 試料中からは 6 枚のテフラ層（26.78～26.81 m，25.78～25.83 m，22.82～22.84 m，7.45～7.57 m，6.93 ～7.00 m，4.27～4.34 m）が確認されている．図 2 の縦軸は深度を示している．Fig 2 中の数字は暦年較 正を行う前の放射性炭素年代測定の年代値で，緑数字が植物片，青数字が有機質堆積物によるもので

ある．植物片は 7 点（13.41 m，7.93 m，5.45 m，4.35 m，3.68 m，2.63 m，1.51 m），有機質堆積物は 12 点（28.00 m，26.84 m，25.76 m，22.86 m，20.90 m，17.66 m，13.66 m，13.42 m，11.82 m，7.88 m，6.96 m，4.72 m）の年代値を求めている（山崎ほか, 2016）．

Fig 2. Columnar section showing the stratigraphy of Lake Paitan (after Yamazaki et al., 2016).

４．分析方法 今回はフッ化水素処理，水酸化カリウム処理，塩酸処理，塩化亜鉛比重分離処理，アセトリシス処 理を施し，試料から化石花粉を抽出した．その後，残渣をエタノールで脱水し，キシレンに置換し，

オイキッドで封入して永久プレパラート化した．分析は，光学顕微鏡を用いて花粉・胞子を倍率 400 倍，必要に応じて倍率 600 倍で検鏡して同定を行った．樹木花粉（AP）の含有量が非常に少なかった ため，測定は各層の樹木花粉が 50 個以上，さらに樹木花粉と非樹木花粉（NAP）を合わせて 500 個以 上になるまで同定を行った．各分類群の割合は樹木花粉と非樹木花粉の合計を基本数とし，百分率で

10 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

計算した．

５．分析結果

花粉分析の結果，全層でイネ科（Gramineae）が優占しているが，17.0 m 以浅で徐々に減少し，6.8 m 付近で急減している．また，16.0-9.0 m でマツ属（Pinus）が，27.0 -25.0 m，9.0-5.6 m でクリ属／シイ 属（Castanea/Castanopsis）が，27.0-25.0 m，3.4-0.2 m でアサザ属（Nymphoides）が，27.0-25.0 m でヨ モギ属（Artemisia），27.0 m，25.0 m，9.0 m，5.6 m，1.0 m の 5 つの層で単条溝型シダ胞子が多い．そ の他，1.4-0.0 m でセンダン属（Melia），モクセイ科（Oleaceae），カヤツリグサ科（Cyperaceae）多い． しかし，センダン属，モクセイ科は最上部で減少傾向にあるが，イネ科，カヤツリグサ科は増加傾向

にある．

Fig. 3 Pollen diagram for cored sediments from Lake Paitan.

６．考察 パイタン湖周辺の最終氷期最盛期の植生は，イネ科が優占する草原が繁茂し，クリ属／シイ属の森 林があったと思われる．しかし，最終氷期最盛期末にはその森林も減少したとみられる．後氷期に入 ると，イネ科草原は引き続き優占するが，マツ属の森林が増え，その後クリ属／シイ属の森林が増え

たとみられる．27.0-25.0 m，3.4-0.2 m で浮葉性の水生植物であるアサザ属が増加していることから， 降水量の増加により約 22,000-18,000 年前，約 2300-50 年前はパイタン湖の水位が上昇したと考えられ る．6.8 m-5.6 m にかけてイネ科が急激に減少し，クリ属／シイ属，カヤツリグサ科が増加している． しかし，アサザ属は増加していないので，約 6000-2400 年前はパイタン湖の水位が低下したと考えら れる．これは，山崎ほか（2016）でも同じ可能性が示唆されている．16.0 m からマツ属が増加し，イ ネ科が減少している．これは，最終氷期が終了し，パイタン湖周辺が次第に暖かくなっていったから

ではないかと考えられる．また，吉田ほか（2011）は約 350 年前が稲作の開始時期であると考えてお

11 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

り，本試料で約 350 年前は約 0.3 m であるので，0.4-0.1 m でのイネ科の増加は，パイタン湖周辺での 稲作開始を示唆していると考えられる．3.4-0.2 m，約 2,300-50 年前にセンダン属やモクセイ属が増加 しているのは，アサザ属も同様に増加していることから，降水量の増加によりセンダン属，モクセイ 属を主とする樹林が繫栄していたと考えられる．また，上部に近づくにつれてセンダン属，モクセイ 属が減少しているのは，稲作が始まったことによって，樹林が伐採されたからではないかと考えられ る．

謝辞 本研究には日本学術振興会の科研費・基盤研究（B）「フィリピン共和国における広域テフラ・

ネットワークの構築に関する日比共同研究」（代表者：奥野 充，課題番号：24401006）を使用した．

記して謝意を表す．

引用文献

Fujiki T., Aizawa J., Imura M., Torii M., Nakamura T., Rivera D.J., Bariso E.B., Daag A.S., Kobayashi T., Okuno M. (2013) Preliminary Results of Pollen Analysis and Its Implications to Paleoenvironment in Paitan

Lake, Nueva Ecija, Philippines. Fukuoka University Science Reports. 43(1), 73-81. Stevenson J., Siringan F., Finn. J., Madulid D., Heijnis H. (2010) Paoay Lake, northern Luzon, the Philippines: a

record of Holocene environmental change. Global Change Biology, 16(6), 1672-1688. 田代 祟・渡邊眞紀子・Collado M.B.（2012）フィリピン・ルソン島中央平原パイタン湖における湖底

堆積物の粒度変動と植生変遷史に関する一考察．地理誌叢，53(2)，1-8． 鳥井真之・Bariso E.・Rivera D.J.・Lim R.・Pogay C.・Daag A.・山崎圭二・中西利典・奥野 充（2015） パイタン湖のボーリング掘削．第 9 回西日本火山活動研究集会国際火山噴火史情報研究所第 5 回研

究集会講演要旨集，62-63． 守屋以智雄（2014）フィリピン諸島火山の地形発達と分類．地学雑誌，123(1)，89-122． 山﨑圭二・鳥井真之・中西利典・バリソ エリクソン，リベラ ダニコ・リム ロブ・パガイ キャシー・

ダアグ アルトロ・中村俊夫・鹿島 薫・檀原 徹・ホン ワン・奥野 充（2016）フィリピン，ルソ ン島中央部のパイタン湖のコア試料の層序と古環境．国際火山噴火史情報研究集会講演要旨集

2016-1, 23-27． 吉田真弥・高岡貞夫・森島 済・Collado M.B.（2011）植物珪酸体分析からみたルソン島中央平原パイ タン湖における過去およそ 2500 年間の植生変遷．地理学評論．84(1)，61-73．

12 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-04 アリューシャン列島，ウナラスカ島のダッチハーバー周辺の 泥炭層の層序と年代

奥野 充 1, 2・Virginia Hatfield3・Kale Bruner 4・藤木利之 5・中村俊夫 6

Stratigraphy and age of peat layers around Dutch Harbor, Unalaska Island, Alaska

Mitsuru Okuno1, 2, Virginia Hatfield3, Kale M. Bruner4, Toshiyuki Fujiki5, Toshio Nakamura6

1 Department of Earth System Science, Faculty of Science, Also; AIG Collaborative Research Institute for International Study on Eruptive History and Informatics, Fukuoka University, Fukuoka 814-0180 Japan 2 Corresponding author. E-mail: [email protected]

3 The Museum of the Aleutians, Unalaska, AK 99685 USA 4 Biodiversity Institute, University of Kansas, Lawrence, KS 66045 USA 5 Department of Applied Science, Okayama University of Science, Okayama 700-0005 Japan

6 Institute for Space-Earth Environmental Research, Nagoya University, Nagoya 464-8601 Japan

Unalaska in the Fox Islands group of the Aleutian Islands, Alaska includes active Makushin volcano (2036 m asl) and two Early Anangula phase archaeological sites (ca. 9 cal kBP) in Unalaska Bay. To determine environmental change and eruptive history on Unalaska, we collected peat samples from the Iliuliuk River watershed, 30 km east of the volcano (53° 51' 00.6" N, 166° 28' 42.8" W). We recognized at least four andesite and/or basaltic andesite ash layers, IL-1 to -4 in descending order, in the profile. Four AMS radiocarbon dates were obtained from peat sediments and are mostly consistent with the stratigraphy. Based on thickness and grain size, all ash layers most likely originate from Makushin volcano. The IL-1 corresponds to historical eruptions (VEI=3) reported in the 19th century. Similar eruptions occurred at ca. 0.9, 1.5 and 1.8 cal kBP. We also report on paleo-vegetation based on pollen analysis from the Iliuliuk profile and discuss the impact of volcanic eruptions on the environment.

Keywords: AMS, radiocarbon dating, peat, eruptive history, vegetation history

アリューシャン列島のフォックス諸島に属するウナラスカ島には活火山であるMakushin火山（Begét et al., 2000; McConnell et al., 1997）があり，Unalaska湾にはアリュート最古のフェーズ「Early Anangula」 に属する約 9 cal kBPの遺跡（Dumond and Knecht, 2001; Knecht and Davis, 2001）も知られている．演者

13 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

らは，火山噴火史と環境変遷史を明らかにするためにIliuliuk川沿いの泥炭層（Fig. 1: 53° 51' 00.6" N, 166° 28' 42.8" W）を調査し，4層の砂質火山灰（上位からIL-1〜-4）が認識した（Fig. 2）．また，（株） 加速器質量分析研究所とBeta Analytic社に依頼し，この地点の泥炭試料から４点の放射性炭素（14C）年 代を得た（Table 1）．これらの 14C年代は，コンピュータープログラムCalib 7.1 (Stuiver and Reimer, 1993) とデータセットIntCal 13 (Reimer et al., 2013) を使用して暦年代に較正した．すべての年代値は層序と 調和的であり，概ね妥当なものと判断される．較正暦年代のmedian probability（白丸）から推定される 堆積速度は0.19〜0.85 mm/yrの範囲にある（Fig. 2）．4層の火山灰層は，層厚や粒径にもとづくと，この 地点から西方約30 kmにあるMakushin 火山起源であると考えられる．そのうち，最上位の火山灰 IL-1 は，19世紀初頭の噴火記録 (VEI=3) に対比でき，約0.9, 1.5, 1.8 cal kBPにもこれと類似した噴火があっ たと考えられる．

泥炭試料に含まれる花粉化石からは，11-13 cm はごく最近の現植生とほぼ同じ植生であると思われ る（ Fig. 3）．全体的にツツジ科の小低木であるガンコウラン属（Emetrum）と草本のイネ科（Poaceae）・ カヤツリグサ科（Cyperaceae），シダ植物の単条溝型胞子（monolete type FS），ヒカゲノカズラ属 （Lycopodium），コケスギラン属（Selaginella）が優占する草原植生である．コケスギラン属は下部で は少ないが，上部で増加する傾向がある．なお，ユーラシア大陸またはアラスカなどの遠方から飛来

したと考えられる樹木花粉であるハンノキ属（Alnus）がごくまれに検出される．

謝辞 本研究には日本学術振興会の科研費・基盤研究（C）「火山噴火の植生へのインパクトと回復プ

ロセスの高分解能な復元」（代表者：藤木利之，課題番号：26350411）を使用した．記して謝意を表す．

Table 1 Resut of AMS radiocarbon dating on peat samples from Iliuliuk profile.

14 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 1 Photograph showing occurrence of peat layers alomg the Iliuliuk River.

Fig. 2 Radiocarbon dates for peat samples from Iliuliuk profile. Open circle indicates median probability.

15 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 3 Photographs showing pollen fossils deduced from peat sediments (10 – 13 cm in depth). 1: Alnus, 2: Emetrum, 3: Poaceae, 4: Cyperaceae, 5: Plantago, 6: Geranium, 7: Sanguisorba,

8: Asteraceae, 9: Artomisia, 10: monolete type FS, 11: Lycopodium, 12: Selaginella

Reference

Begét, J.E., Nye, C.J., Bean, K.W. (2000) Preliminary volcano-hazard assessment for Makushin volcano, Alaska. Report of Investigations 2000-4, Alaska Department of Natural Resources Division of Geological & Geophysical Surveys. 22pp. Dumond, D.E., Knecht, R.A. (2001) An early blade site in the eastern Aleutians. In Archaeology in the Aleut Zone of Alaska, Dumond, D.E. ed. University of Oregon Anthropological Papers 58. Eugene: Museum of Natural and Cultural History, University of Oregon, 9–34.

16 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Knecht, R.A., Davis, R.S. (2001) A prehistoric sequence for the eastern Aleutians. In Archaeology in the Aleut Zone of Alaska, Dumond, D.E. ed. University of Oregon Anthropological Papers 58. Eugene: Museum of Natural and Cultural History, University of Oregon, 267–288. McConnell, V.R., Begét, J.E., Roach, A.L., Bean, K.W., Nye, C.J. (1997) Geologic map of the Makushin volcanic field, Unalaska Island, Alaska: Alaska Division of Geological & Geophysical Surveys Report of Investigations 97-20, 2 sheets, scale 1:63,360. Reimer, P.J., Bard, E., Bayliss, A., Beck, J.W., Blackwell, P.G., Bronk Ramsey, C., Buck, C.E., Cheng, H., Edwards, R.L., Friedrich, M., Grootes, P.M., Guilderson, T.P., Haflidason, H., Hajdas, I., Hatté, C., Heaton, T.J., Hoffmann, D.L., Hogg, A.G., Hughen, K.A., Kaiser, K.F., Kromer, B., Manning, S.W., Niu, M., Reimer, R.W., Richards, D.A., Scott, E.M., Southon, J.R., Staff, R.A., Turney, C.S.M. and van der Plicht, J.

(2013) IntCal13 and Marine13 radiocarbon age calibration curves 0–50,000 years cal BP. Radiocarbon, 55, 1869–1887.

Stuiver, M. and Reimer, P.J. (1993) Extended 14C database and revised CALIB 3.0 14C age calibration program.

Radiocarbon, 35, 215-230.

17 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-05 災害に対する理解の向上，教育，情報の共有と伝達 ―学術会議からの提言―

田中 和広

Deepening of understanding, education and joint and transmission of information for natural disaster – Proposal from Science Council of Japan –

Kazuhiro Tanaka

Yamaguchi University, Yoshida 1677-1, Yamaguchi 753-8511 Japan

東日本大震災を踏まえ，日本学術会議地球惑星科学委員会ではこの大震災を含む大規模災害を地球 人間圏科学の学際的・総合的視点から幅広く捉え，安全安心で持続可能な社会の実現に向けて問題点

を指摘し，提言を行った． 様々な提言がなされた中で，「災害に対する理解と対応力を向上させるための教育・研究体制の改善」

について提言の背景や概要について報告する． 安全安心で持続可能な国土利用のためには，いかに「安全」を担保するかという技術的側面からの

検討が重要なことは言うまでもないが，一方の「安心」を国民が認識するためになすべきことは多い． すなわち，いかにして災害に関する理解を向上させるか，そのためにどのような教育を行えばよい

か，さらに膨大な情報を公開し共有し伝達することにより防災に役立たせていくことが重要と考える． 例えば，東日本大震災では，テレビや新聞などマスコミを通じて膨大な情報が発信された．その中 には地質・地盤データなども含まれており，時に学術的で難解なムラ言葉を使い，言葉の定義や用法 が適切でないために，情報が国民に対して正確に伝わらず，混乱と不安を招いた可能性がある．また，

災害に対して臨機応変に対応するための科学的知識が不足していたため，災害における被害が拡大し た可能性もある．安全・安心な国土基盤をいかに構築するかという課題は，国土の特性をいかに把握 するかということと共に，その科学的成果や知識を国民レベルで如何に伝達，共有するかということ

と密接に関わっている． 以上の問題点を踏まえ以下の提言を行った．

災害に対する理解と対応力を向上させるための教育・研究体制の改善 国と研究者は第一に，災害を総合的に理解し対応力を高めるため，教育界と連携して，地学教育， 地理教育，環境教育，防災・減災教育等を充実すべきである．また住民対象の教育啓発活動により災

18 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

害情報を理解し意思疎通する力を高めること，災害予測等の不確実性を周知することも重要である． 災害に関する理解の向上のためには，情報発信において，少なくとも学協会等で了解された，正しい 知識や情報を共通の言葉を用いて，情報の質や精度，不確実性を分かりやすく説明し，情報を受け取 る社会や国民の理解度を考慮しながら情報発信する必要がある．また，情報を受け取る側に対しても， 子供たちを含む一般市民を対象とした教育・普及活動により，情報を理解できる基本的な素養を養う と共に，共通の言語で，お互いが同じ土俵に立ち，意思疎通を図ることが重要である． 防災・減災教育は，地学，歴史学，地理学等を有機的に関連させたものとなることが望ましい．災 害についてのメカニズムを理解し，その知識や過去の災害を基盤とした防災・減災のあり方を学習し， ハザードマップの限界を知ったうえでの利用法を学ぶことで，災害時の子どもたちの主体的な行動を 保障することができる．今後は，教科ごとに行われている防災･減災教育を整理し，学習内容に関連性 を持たせることで，持続性科学教育を進める必要がある．また地形図等の地図や地理空間情報等から 地域の脆弱性等の特性を読取る能力や，地域条件と住民の意向を踏まえて合意形成を図るスキル等も

高めることが望まれる． 一方，安全・安心な生活や社会を実現するためには，学校教育を受けている世代のみならず，様々 な階層の人々に対しての科学的知見の伝達もしっかりと考慮しなければならない．テレビや新聞等の

マスメディアは科学的知識を分かり易く伝達する手段として身近なものであり，年齢階層に応じた番 組や記事を工夫し，国民や社会の関心や知識を高めるよう実践することが望まれる．その際，既に述 べたように，言葉の定義，使い方，精度，不確実性等に配慮し，混乱を招かないようにすることが肝

要である．

第二に，Future EarthやIRDR等の国際研究計画と連携し，関連する共同研究を振興すべきである．大 規模地震・火山災害のリスクはアジア環太平洋地域に集中している．日本の経済がこの地域に大きく

依存していることを踏まえ，日本の地球人間圏科学コミュニティは海外機関と連携し，この地域のリ スクを十分把握し，その情報を日本の国民や産業界に提供する必要がある．

参考資料：

日本学術会議地球惑星科学委員会地球・人間圏分科会(2014) 提言「東日本大震災を教訓とした安全安 心で持続可能な社会の形成に向けて」18p.

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1-06 雲仙東麓の火山麓扇状地における 1993 年以降の標高変化

黒木貴一 1・出口将夫 2

Elevation changes of a volcanic fan at the eastern side of Unzen volcano since 1993

Takahito Kuroki1 and Masao Deguchi 2

1 Universty of Teacher Education Fukuoka, 1-1 Akamabunkyo-machi, Munakata, Fukuoka, 811-4192, Japan. E-mail: [email protected] 2 Graduate Student, University of Teacher Education Fukuoka, 1-1 Akamabunkyo-machi, Munakata, Fukuoka, 811-4192, Japan

To clarify the landform changes by geomorphic processes in a volcanic fan, we analyzed elevation changes since 1993 in a case study area at the eastern side of Unzen volcano. The elevation data was calculated by SfM using large scale aerial photographs and elevation changes were calculated by GIS. Finally, we could understand the distribution of many kinds of observed micro-landforms by the estimated geomorphic processes indicated by the elevation changes.

Keywords: elevation change, volcanic fan, Unzen volcano, SfM

１．はじめに 火山噴火では，火砕流，火山灰，火山礫などによる直接被害に加え，その後の土砂の二次移動によ

る土石流などの被害が注目される．このような二次移動の範囲と終息の評価は，空中写真 (Tomiyama et al., 2011) による判読，現地測量 (Yamakoshi and Suwa, 2000)，空中レーザー測量 (黒木ほか，2010) の 地形変化から判断されてきた．しかし近年では SfM(Structure from Motion)による地形学分野における数 多くの地形とその変化の解析例がある (早川ほか，2016)．たとえば短期の火山地形変化として溶岩ド ーム (James and Varley, 2012)，溶岩流動 (James and Robson, 2014) に関し適用例があり，長期のもので は既存の空中写真を用いた例 (Gomez, 2014；Derrien et al., 2015) が挙げられている．ただ火山活動が 終息し，地形変化が低減すると，特に麓では植生回復が早まり，いずれ景観は平衡状態に近づく．こ の過程で人々の災害の記憶は薄れ防災意識が低下することが懸念される．このため災害後，山麓が平 衡に達するまでの標高変化に基づく地形や植生の変化を総合的に明らかにする必要がある．

本研究では，約 25 年前に活動が終息した雲仙の東麓を対象に，多時期の空中写真を用いて，SfM と

20 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

GIS (Geographic Information System) による地形情報解析を進め地形発達過程を検討した．

２．研究方法 1)研究対象地域

図 1は雲仙東麓の研究 対象地域の位置を示す．

山頂部には 1990 年代の 噴火活動による平成新 山があり，その溶岩噴出 時に，おしが谷，赤松谷， 水無川に多くの火砕流

堆積物が流下した．図 2 は研究対象地域全体を 示す．図東部では多数の 導流堤が設置されてい

る．貯砂ダム内に土砂移 動が活発なことを示す ガリが多数認められる． 図 1 雲仙東麓の地形と研究対象地域 図西部では赤松谷に砂

防堰堤が多数設置された．ここでは水無川上流に扇形を示す火山山麓扇状地を囲む範囲 M と扇状地上 流部に範囲 S を設定した．本発表では範囲 M を中心にその地形変化を議論する． 2)使用した空中写真とデータ解析

空中写真は，国土地理院の 1975 年 1-2 月撮影と 2015 年 5 月撮影，国際航業の 1993 年 7 月撮影，9

図 2 研究対象地域の 2015 年のオルソ画像

21 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

月撮影，1998 年 9 月撮影，雲仙復興事務所の 2004 年 2 月撮影を使用した．各写真の縮尺は 1 万分の 1 程度である．GCP は，基盤地図情報の「建築物の外周線」と「道路縁」と「数値標高モデル (5m メッ シュ) 」から，1975 年から 2015 年を通じて変化のない道路交点 12 点を定めた (図 1)．SfM でオルソ 写真と DEM (解像度約 0.5～1m) を作成した．DEM から陰影図，等高線，標高変化量を計算した． 3)現地調査と写真撮影とデータ解析

図 2 の範囲 M において地形，表層地質，植生の現地調査を行った．調査結果と DEM の解析結果か ら地形発達過程を推定した．さらに範囲 S では UAV を利用する空中写真撮影を行い，詳細なオルソ写 真と DEM (5cm 解像度) を作成し，推定された地形発達過程を示唆する微地形の抽出を試みた．

３．範囲 M で確認された地形

範囲 M の下流より地点 1-9 で確認した微地形に関し

整理する（図 3）． 最下流の地点 1 と 2 では， 洪水時に河道を溢流した土

砂が数 m 規模のローブ状地 形を形成し，それぞれ重な り合いうろこ状を呈する．

ローブ状地形の境界は草で ある．砂礫層断面には僅か に成層構造が見え，含有礫

の長軸は水平に近いため， 掃流堆積物と考えられる． 図 3 火山麓扇状地の微地形分布モデル

地点3 では，溶岩塊の多い尾根状の地形に囲まれた場所に，10m 四方に広がる扇形のローブ状地形

が見られる．前者は火砕流の一次堆積面の原面だが，表面は淘汰の良いソフトな掃流堆積物 (径約 1 cm 位の小礫) に覆われる場所が多い．後者は，河道を溢流し堆積したクレバススプレイと考えられる． 地点4 は谷底を砂礫が埋積しており河道の掘りこみはなく，原面は谷底に接している． 地点5 では，谷幅が広がり原面と谷底間に，谷底から約 1m 高い緩斜面が形成されている．地形配置 と形状から考え谷中に到来した土石流堆積物が残された段丘状地形と考えられる．緩斜面の谷側では ローブ状地形が載るが，原面側は支流性の侵食でガリが形成されている．

地点6，7，8 では，原面の側壁に明瞭な遷急線が形成され，それより谷側は植生が少なく砂礫が露 出し，稀に小規模の開析谷が形成されている．

最上流の地点 9 では開析前線を越える開析谷が形成され，そこに新しい開析前線が形成されている．

22 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

以上の地形特性から，現在の火山 麓扇状地は，原面と谷底の比高が小 さく，扇面に大小のクレバススプレ イが重なり合い，標高の上昇する下 流域，そして原面と谷底の比高が大 きく，原面には遷急線や開析谷が， 谷底には段丘状地形が残され，標高

の低下する上流域に区分できた．

４．範囲 M の標高変化からみた地形 (1) 1 期の標高変化 形成過程 各撮影期間内の標高変化に関し，

現地確認の結果を踏まえて整理す

る (図 4-1，図 4-2)． 1 期 (1975 年 1-2 月～1993 年 7 月)

は，火砕流のために最大 50m 以上標 高が上昇した．また山地の火砕流攻 撃斜面では森林の倒木と焼失によ

り標高が低下している．

2 期 (1993 年 7 月～1993 年 9 月) (2) 2 期の標高変化 は，上流部では標高上昇部を最大傾

斜方向に延びるガリが刻む状況が あり，先に土石流堆積物で全体が上 昇した後に侵食が進んだことを示

す．ガリの始点が鮮明なので，湧水 か河道流化する場所からの線的な 侵食が上流に進行してきたことを 伺わせる．下流部ではガリ末端から 掃流堆積物による標高上昇が見ら

れる． (3) 3 期の標高変化

3 期 (1993 年 9 月～1998 年 9 月) 図 4-1 1 期から 3 期の標高変化 は，扇面の標高変化は大変小さい．上流部では全体的に僅かに標高低下傾向で面的な削剥が進んでい

る．扇面南縁の約 20 m 幅を持つ線的な著しい標高低下は箱型のガリを形成した．ガリは下流ほど低下

23 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

量が減少し，そのガリ末端から掃流 堆積物による標高上昇が見られる．

4 期 (1998 年 9 月～2004 年 2 月) は，全体が標高上昇したが，着生し

た植物高の 50 cm 程度を差し引けば， 標高上昇の場所は限定的になる．扇 面南縁の幅広いガリは至る所で標高 上昇し埋積されているため，ガリは 断片化した．この過程で流下した土

砂は，扇端付近で線的な標高上昇域 (1) 4 期の標高変化 を形成した．扇頂から東に最大幅約

100 m で延長数 100 m の標高上昇域 がある．埋積されたガリで流下を阻 まれた土石流が，扇頂部に溢流し拡 散した状況を示す．これが扇面に形

成されたガリ内への砂礫流入となり，

範囲 M に段丘状地形を残した可能 性がある．

5 期 (2004 年 2 月～2015 年 5 月)

は，上流側が全体的に僅かな標高低 (2) 5 期の標高変化 下で下流側は僅かな上昇を示す． 図 4-2 4 期と 5 期の標高変化 扇面南縁の幅広いガリでは標高上昇が続き，ガリ形状が不明瞭となった．ただ最上流部のみ攻撃斜面

側の標高低下が認められる．この期，範囲 S は標高の上昇と低下の双方があり境界域となっている． まとめれば 1 期の火砕流堆積直後に，2 期で土石流による標高上昇とその後の侵食があった．3 期は

南縁のガリ形成が活発でその末端で土砂の堆積が進んだ．4 期は上流での土石流堆積，ガリの埋積，ガ リ末端の土砂の堆積継続があった．5 期は上流が侵食で下流が堆積傾向になった．このように空中写真 を用いた SfM による DEM やオルソ画像の解析で，地形及び標高変化を視覚化し，現地の微地形分布 を加味することで，火山麓扇状地の地形発達過程を推定できることが分かった．

５．まとめ

雲仙の東麓の火山麓扇状地を対象に，多時期の空中写真を用いて SfM と GIS により地形を解析し， 現地調査結果を踏まえて地形発達過程を検討した．

1) 現在の火山麓扇状地は，標高の上昇する下流域と低下する上流域に区分できる．前者は，原面と谷

24 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

底の比高が小さく，扇面に大小のクレバススプレイが重なり合う．後者は，原面と谷底の比高が大き く，原面には遷急線や開析谷が，谷底には段丘状地形が残されている．

2) SfM による DEM やオルソ画像の解析で，地形及び標高変化を視覚化でき，結果は微地形分布を対 応付けられた．これより，扇状地内の侵食域と堆積域の地域区分，土石流，掃流の土砂の堆積域，ガ

リの形成やその埋積状況などで構成される火山麓扇状地の約 25 年間の地形発達過程を推定できた．

謝辞 本研究は，平成 28 年度福岡教育大学研究推進支援プロジェクト経費を使用した．警戒区域入域 に当り，雲仙復興事務所の前田様，島原市の吉田様，南島原市の古賀様にお世話になった．空中写真 の検索・購入に関しては国際航業の西村様にお世話になった．記して謝意を表す．

引用文献

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25 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-07 阿蘇における珪長質マグマの噴火度評価

長谷中 利昭

Evaluation of eruptivity of silicic magma in Aso volcano system

Toshiaki Hasenaka

Department of Earth and Environmental Sciences, Faculty of Advanced Science and Technology, Kumamoto University, 2-39-1 Chuo-ku, Kumamoto 860-8555 Japan, E-mail: [email protected]

Silicic volcanism of Aso caldera volcano is represented by large-scale pyroclastic flow deposits of Aso-1, Aso-2, Aso-3 and Aso-4. They contain abundant dacite pumice and volcanic ash, however, basic scoria was alos included in the last stage of each volcanic cycle. In addition to these, inter-caldera and post-caldera volcanism produced silicic pumice and lava flows. Among them, Aso-ABCD tephra, Omine and Takayubaru lava, and

Kusasenri-ga-hama tephra were among the largerst, although two order of magnitude smaller than that of Aso-1 to Aso-4 pyroclastic materials. They might have been unsucessful eruptions which did not form caldera or precursory eruptions to caldera-forming ones.

Keywords: Aso volcano, silicic magma, magma supply system, caldera, post-caldera

阿蘇地域における珪長質マグマの主要な活動は 27 万年前のカルデラ形成期から始まった．体積的に

大部分を占めるのは，阿蘇-1, 阿蘇-2, 阿蘇-3, 阿蘇-4 の大規模火砕流堆積物中の軽石や火山灰である．

推定された噴出物体積はそれぞれ 50 km3, 50 km3, 150 km3, 600 km（小野3 , 渡辺，1983, 1985）であるが，

珪長質マグマがこれらの全てを占めるわけでなく，それぞれの噴火サイクルの後期に噴出した苦鉄質

なスコリアや火山灰の体積も無視できない．阿蘇-4 火砕噴火前後から現在までの珪長質マグマの活動

に注目すると，9.8 万年前の阿蘇 ABCD テフラ，9 万年前，阿蘇-4 直前の大峰火山とそれに伴う高遊原

溶岩，3 万年前の草千里ヶ浜テフラがそれぞれ推定体積 3.5 km3, 2 km3, 2.4 km3 となっており，これらは

珪長質な軽石，火山灰がほぼ全てを占める．これ以外にも阿蘇-1,2,3,4 間の小規模噴火，後カルデラ期

の小規模噴火に珪長質な活動があるが，体積的には 1km3 以下である．

化学組成をみると，阿蘇-1, 阿蘇-2, 阿蘇-3, 阿蘇-4 の大規模火砕流堆積物中の軽石のシリカ含有量

26 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

は，60-67, 60-67, 62-70, 66-72 wt.% である（Watanabe, 1979; Hunter, 1998; 金子ら, 2006; Kaneko, et al.,

2007, 2015）．苦鉄質マグマとの混合生成物もあり，岩石記載との詳細な対応を付けるのは難しいが，

時間とともに，ばらつきながらもシリカに富む組成になる傾向がある．また同じシリカ含有量に対し

てカリウムが時間とともに減少していることは注目に値する（金子ら, 2006）．阿蘇 ABCD 軽石，高遊

原溶岩，草千里ヶ浜が浜軽石のシリカ含有量は，それぞれ 63-66, 63-68, 68-69 wt.%であり，阿蘇火砕流

堆積物の組成とオーバーラップするが，異なるトレンドを取る（杉山ら，2016；椎原ら，2016）．

現在，これらの小規模珪長質火山活動産物についてメルト包有物の分析をし，マグマ生成時の物理

化学条件を求めて，大規模噴火とのマグマ供給系の違いを考察しているので，研究会で報告する．

Reference

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27 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-08 阿蘇-4 火砕噴火直前に噴火した大峰火山： メルト包有物組成からみるマグマ供給系の変遷

椎原航介 1・長谷中利昭 1・安田 敦 2・外西奈津美 2・森 康 3

Omine volcano erupted just before Aso-4 pyroclastic flow: Transition of magma supply system inferred from composition of melt inclusions

Kousuke Shiihara1, Toshiaki Hasenaka1, Atsushi Yasuda2, Natsumi Hokanishi2, Yasushi Mori3

1 Graduate School of Science and Technology, Kumamoto University, Kumamoto 860-8555, Japan

2 Earthquake Research Institute, Tokyo University, Tokyo 113-0032, Japan 3 Kitakyusyu Museum of Natural and Human History, Fukuoka 805-0071, Japan

Eruption of Omine pyroclastic cone and effusion of associated Takayubaru lava occurred just before the caldera-forming Aso-4 pyroclastic eruption. We examined the composition of melt inclusions in the phenocrysts of plagioclase, clinopyroxene and orthopyroxene in Omine scoria by EPMA and FT-IR. We compared the compositions of the melt inclusions with those of Aso-4 pyroclastic flow.

Keywords : Omine scoria, Takayubaru lava flow, melt inclusions, honey-comb structure

阿蘇-4 火砕噴火直前にカルデラ縁西方 5 km で，大峰火砕丘の形成とそれに伴う高遊原溶岩の流出が 起こり，比高 200 m の火砕丘と厚さ約 100 m，表面積 28 km2 の塊状溶岩からなる溶岩台地を形成した

（渡辺・小野，1969；渡辺，1974）．阿蘇-4 軽石と高遊原溶岩は共に普通角閃石含有斜方輝石単斜輝石 デイサイトで似通った化学組成であるが（Watanabe，1979），前者が爆発的な噴火を起こしたのに対し， 後者は対照的に流出的な噴火を起こしている． 熊本地震の影響で新たに現れた露頭から大峰スコリアを採取し，岩石中の鉱物組成および，斜長石・

輝石に含まれるメルト包有物の組成，揮発性成分の含有量を東京大学地震研究所の EPMA および FT-IR 装置を使用して測定し，阿蘇-4 火砕流堆積物の軽石中の鉱物に含まれるメルト包有物組成（山崎ほか， 2015）と比較した． 大峰スコリアの斜長石は清澄なものと蜂の巣状組織をもつものの 2 種類が確認される．大峰スコリ

アの斜長石斑晶組成は An52-An58 にメインのピークを持ち，An45 に小さなサブのピークをもつような分

28 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

布を示す．An45 の組成をもつ斜長石は蜂の巣状組織をもっており，逆累帯の組成を示した．これに対 して阿蘇-4 火砕流堆積物の斜長石斑晶組成は，層序が下位から上位に向かうに従いユニモーダルから

バイモーダルあるいは幅広い組成に変化している．大峰スコリアの斜長石の組成と近い値 (An50-An60) をとるものも少量含むが，大峰スコリアの斜長石斑晶と同じ組成分布を示す阿蘇-4 火砕流堆積物のユ ニットはない．大峰スコリア中の輝石の組成は，単斜輝石のピークが Mg# = 78~80 でシングルピーク をもち，正累帯を示す．斜方輝石はピークが Mg# = 75~76 で正累帯，逆累帯を示す 2 種類のものが存 在し，両輝石の平衡関係は前者と単斜輝石は平衡なのに対し，後者と単輝石は非平衡を示した. 大峰スコリアの鉱物中のメルト包有物の組成は清澄な斜長石，単斜輝石，正累帯の斜方輝石中のメ

ルト包有物が SiO2 = 68~70 wt.%，逆累帯の斜方輝石中のメルト包有物が SiO2 = 71~74 wt.%，で，2 つ の組成範囲に分けることができる．また，ホスト斜長石の An 組成と斜長石中のメルト包有物の組成か ら，蜂の巣状組織をもつ斜長石のメルト包有物の組成が，An に富む斜長石中のメルト包有物の組成ト

レンドと異なる値を示した．石基ガラスの組成は SiO2 = 69~71wt.%で，シリカに乏しいメルト包有物の

組成とほぼ同じである．阿蘇-4 のメルト包有物の組成（SiO2 = 71~74 wt.%）と比較すると，斜方輝石 に含まれるシリカに富むメルト包有物は阿蘇-4 の小谷火砕流堆積物の斜長石，輝石に含まれるメルト 包有物と同じシリカ組成幅を示すが，全鉄・アルミニウム・カルシウムなど他の組成値が異なる．

高遊原溶岩の Sr 同位体比は Miyoshi et al.（2013）により Aso-4 軽石の Sr 同位体比と比較されており， 高遊原溶岩が 87Sr / 86Sr = 0.70406～0.70409 で，Aso-4 軽石の 87Sr / 86Sr = 0.704077（Kaneko et al., 2007） とほぼ等しい値をとる．このことから高遊原溶岩と Aso-4 火砕流堆積物は共通の起源物質由来である

ことが推察される．今回の大峰スコリアのメルト包有物の測定結果によって，阿蘇-4 のメルト包有物 とのトレンドの違いから，大峰火山の噴火が阿蘇-4 巨大マグマ溜まりとは異なったマグマ供給系によ ることが推測される．さらに大峰スコリアの斜方輝石のメルト包有物組成において斜長石・単斜輝石

と異なる組成を示したことや，斜長石が 2 つの組成をもち，蜂の巣状組織をもつ An に乏しい斜長石は 逆累帯を示すことから，阿蘇-4 巨大マグマ溜りとは異なる大峰火山の小さなマグマ溜りに組成の異な るマグマが混入し噴火に至ったと考えられる．

従って，メルト包有物の分析結果に基づいて立てた大峰火山のマグマ供給系モデルは，阿蘇-4 巨大 マグマ溜りとは異なる大峰火山の小さなマグマ溜りにおいて，異なる組成のマグマが注入したことに よる噴火と考える．

29 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

（wt.%）

0.8 17 0.6 16 0.4 15 0.2 TiO Al O 2 2 3

4 3 3 2 2

1 1 FeO* CaO

65 70 75 65 70 75 SiO（wt.%） 2

図 1 大峰スコリア中鉱物のメルト包有物の化学組成 山崎ほか（2015）の阿蘇-4 のメルト包有物組成との比較

30 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

引用文献

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31 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-09 阿蘇における浅部マグマ溜りへの高 S 濃度マグマ供給の証拠

川口允孝 1・長谷中利昭 1・安田 敦 2・外西奈津美 2・森 康 3

The evidence of high-sulfur basaltic melt injected into shallower reserver beneath Aso

Masataka Kawaguchi1, Toshiaki Hasenaka1, Atsushi Yasuda2, Natsumi Hokanishi2, Yasushi Mori3

1 Graduate School of Science and Technology, Kumamoto University, Kumamoto 860-8555, Japan 2 Earthquake Reserch Institute, the University of Tokyo, Tokyo 113-0032, Japan 3 Kitakyushu Museum of Natural History and Human History, Fukuoka 805-0071, Japan

Keywords: Aso, EPMA, FT-IR, melt inclusion, sulfur, XRF, water content

九州中部に位置する阿蘇火山は約 9 万年前までの噴火によって形成された南北約 25 km，東西約 18 km のカルデラをもち，カルデラ内にはその後の活動によって形成された中央火口丘群が存在する．後 カルデラ期には玄武岩質〜流紋岩質までの幅広い組成のマグマが活動していることが特徴であるが，

約３万年前の草千里ヶ浜火山の噴火（VEI5）以降，玄武岩質マグマの活動が卓越している（小野・渡 辺，1985; 宮縁ほか，2003; Miyabuchi, 2011; Miyoshi et al., 2012）． 阿蘇で後カルデラに活動した玄武岩質〜玄武岩質安山岩の斑晶鉱物組み合わせは斜長石，単斜輝石，

かんらん石，斜方輝石，不透明鉱物である．現在活動中の中岳を含め，玄武岩質マグマには非平衡な 組織が観察される．すなわち斜長石斑晶の周縁部または内部の汚濁帯，単斜輝石やかんらん石の反応

縁をもった斜方輝石が存在し，これらはしばしばマグマ混合の証拠として解釈される（Sakuyama, 1984;

Tsuchiyama, 1985）．つまり阿蘇の玄武岩質マグマにおいても深部から供給された玄武岩質マグマに由来 する斑晶と，浅部珪長質マグマに由来する斑晶がともに存在する可能性がある．そこで玄武岩質マグ マの各斑晶を浅部由来と深部由来に区別し，それぞれのマグマ溜りの情報を得る目的で，全岩化学組

成，鉱物および鉱物中に捕獲されたメルト包有物（MI）の化学組成（主成分元素，Cl，S）を測定した． 測定に十分なサイズをもつ MI に関しては含水量の測定も行った．分析試料は完新世に活動した火山で ある杵島岳，往生岳，上米塚のスコリアを用いた．全岩化学組成分析には北九州市立自然史・歴史博

物館の蛍光 X 線分析装置を使用し，分析手順は Mori & Mashima (2005) に従った．石基や鉱物の微小 領域の分析には東京大学地震研究所の EPMA を使用した．含水量の測定には同研究所の真空型顕微赤 外 FT-IR 分光光度計システムを使用し反射分光法で行った（安田, 2011; Yasuda, 2014）．

32 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

分析の結果，杵島岳，往生岳，上米塚の斑晶鉱物は MI の組成をもとに Mafic group：かんらん石（Ol）， Felsic group：斜長石（Pl），単斜輝石（Cpx），斜方輝石（Opx）の大きく２つに分けられる． 杵島岳ス コリアの MI はホストが Cpx，Ol のものしかまだ得られていないことと，石基ガラスの組成に大きな 違いが見られるので，ここでは往生岳，上米塚スコリアと区別して扱う．往生岳，上米塚の MI の組成

は Mafic group で SiO2 46.7〜57.5 wt.%，Felsic group で SiO2 52.3〜59.8 wt.%であった．メルトの組成は 一部重複する．石基ガラスはそれらの中間組成にプロットされる．また揮発性成分含有量にも違いが

見られ，Felsic group の MI が S に乏しい（S 〜1000 ppm, Cl 〜1100 ppm）のに対し，Mafic group の MI は高い S 含有量をもつ（S 〜4000 ppm, Cl 〜1000 ppm）．S 含有量はホスト Ol の Mg#が大きいほど 高い傾向がある（Fig. 1）．含水量について Felsic group では往生岳スコリアが最も高く（最大３wt.%）， 上米塚スコリアでは低含水量（１wt.%未満）という違いがある．Mafic group の含水量は検出限界未満 がほとんどだった．杵島岳スコリアについて，Cpx の MI は今回分析した試料中で最も分化した組成を

もつ（SiO2 66.3〜69.3 wt. %）．石基ガラスの SiO2 含有量は Cpx のメルトと同じ組成幅だが，Cpx の MI より K，Fe，にわずかに富み，Ti，Al に乏しい傾向がある．杵島岳スコリアの石基ガラスの組成は往 生岳，上米塚より分化している．Ol の MI は石基ガラスより未分化な組成を保持している． 上米塚，往生岳スコリアの鉱物化学組成について，Felsic group の Pl，Cpx には逆累帯しているもの

が存在する．Pl 斑晶のコアは，バイモーダルな組成を示す（An60—An65, An85—An87）． 中部・東北日本では斑晶メルト包有物の研究から火山フロント直下に供給される高 S 濃度のマフィ ックマグマが発見されており（山口ほか，2003；山口，2010），初生的に揮発性成分に富むことがわか

ってきている（Zellmer et al., 2015）．Ol の MI がもつ高い Volatile/K2O 値は，初生的に高い揮発性成分

濃度を有していたことを示している（Fig. 2）．Felsice group に比べて Mafic group の方が低 SiO2，高 Mg#， 高 Volatiles をもつことから Mafic group が深部由来と考えるのが妥当である．一般的に S が高濃度でメ

ルトに溶け込むためには酸化的環境（FMQ+1 以上）が求められることが知られている（Wallace, 2005; Jugo et al., 2005; Jugo, 2010）．また温度 T を一定とした場合，メルト中の S 含有量と Fe 含有量，酸素フ ガシティの間には相関があることが知られている（Fig. 3; Wallace & Carmichael, 1992）．Mafic グループ

と Felsic グループの S 濃度の違いは両者の酸化還元度，組成，温度の違い，つまり分化度の違いを見 ているのかもしれない．

Zellmer et al. (2014) は上米塚スコリアの化学組成を Mixing で説明するために鉱物化学組成と alphaMELTS を使ったモデル計算を行い Mafic component について検討した．その結果 Cpx，Opx が晶 出するメルトと Mixing して上米塚の石基ガラスの組成を実現する為にはより Mg#に富み，かつ現在地 表で得られる Mafic な岩石よりわずかに Silica に富む Mafic component が存在する必要があることがわ かった．しかしそのような Mafic component は噴火例がなく説明が困難な為，Mixing が起きたのではな く， 浅部で結晶化していたメルトを深部から急上昇してきたメルトが捕獲したのではないかと彼らは 結論づけた．今回分析した Ol の MI は alphaMELTS によって求められた Mafic component よりわずかに

33 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Silica に乏しく，西南日本で観察される Mafic な岩石の組成に近い (Fig. 4) ．彼らのモデルが観察事実 と整合的かどうか確かめる為にはメルトの上昇速度についてさらに検討する必要がある． Felsic group の MI が浅部マグマ溜りの組成を表していると考えると，杵島岳が活動していた時期， すなわち草千里ヶ浜火山のより爆発的な活動の直後の組成と，往生岳，上米塚が活動していた時期で

は異なる組成を有していたのかもしれない．杵島岳の方が Silica に富むという事実は，全岩化学組成と も調和的な結果である．野外においても，杵島岳は山頂火口のほか．その東側中腹に直径 500m におよ ぶ火口（大鉢）と幾つかの小火口（小鉢）を有しており，同じスコリア丘である往生岳，上米塚より

も大きな火口をもつ（渡辺，2001）．これは噴火様式の違いを反映していると考えられ，浅部マグマ溜 りの組成がより Felsic であったことと関係があるのかもしれない．

Fig. 1 Dissolved sulfur contents in uncorrected melt inclusions. Corrections for Post-entrapment Crystalization and Fe-loss were not made. Error bars shown for melt inclusions (average value) and matrix glasses (shown on individual deta points) represent one standard deviation uncertainties. KKO: Kamikomezuka, OJD: Ojodake, KSH: Kishimadake. Gm: groundmass, WR: whole rock.

34 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 2 Ratio of volatiles/K2O vs. K2O in melt inclusions (uncorrected) and matrix glasses.

Fig. 3 Dessolved S and total FeO contents of melt inclusions (uncorrected) and its relationship to fO2. (T = const.)

35 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 4 Mg# vs. SiO2 (Uncorrected for Post-entrapment Crystalization and Fe-loss). Shaded area is based on Zellmer et al. (2014).

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37 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-10 阿蘇のマグマ供給系の変遷

三好 雅也

Evolution of magma plumbing system of Aso volcano, central Kyushu, Japan

Masaya Miyoshi

Geological Laboratory, Faculty of Education, University of Fukui, Fukui 910-8507 Japan E-mail: [email protected]

Keywords: Aso, caldera, magma plumbing system, eruptive history, geochemical composition

阿蘇火山および周辺域を対象としたこれまでの火山層序学的，年代学的，岩石・地球化学的研究に より，先カルデラ期，カルデラ形成期，後カルデラ期からなる長期的な火山活動の変遷が明らかにな

ってきている（小野・渡辺，1985；渡辺，2001；Miyabuchi, 2009；三好ほか，2005，2009，2013；Miyoshi et al., 2012）（Fig. 1）．先カルデラ期火山活動は厚い溶岩流出（玄武岩～流紋岩）が主体であり，噴出物 の岩質・Sr 同位体比の差異からカルデラ形成期以降のマグマとは起源が異なると考えられる（三好ほ

か，2009；古川ほか，2009）．非爆発的噴火主体の先カルデラ期火山活動とは対照的に，カルデラ形成 期は大規模火砕噴火を繰り返す爆発的火山噴火が主体である．4 回の大規模火砕噴火のうち，Aso-2～ Aso-4 の噴出物化学組成には珪長質から苦鉄質への明瞭な時間変化が認められることから，それら噴火

の前には組成累帯した単一の巨大なマグマ溜りが形成されていたと考えられている（渡辺，2001；Hunter, 1998； Kaneko et al., 2007，2015）．Aso-4 噴火後の後カルデラ期には，カルデラ内において複数の成層 火山および単成火山を形成する火山活動へと活動様式がさらに変化した．後カルデラ期火山噴出物の

化学組成も玄武岩～流紋岩と多様であるが，カルデラ形成期のような系統的時間変化はみとめられな い．これらの事実は，後カルデラ期の阿蘇火山直下にはカルデラ形成期のような単一の巨大なマグマ

溜りは存在しなくなり，複数の小規模マグマ溜りが形成されたことを示唆する（渡辺，2001；三好ほ か，2005；Miyoshi et al., 2011）．また，カルデラ形成期と後カルデラ期の珪長質噴出物には Sr 同位体 比の差異がみとめられることから，後者は Aso-4 マグマの残存物ではなく，後カルデラ期に新たに生 成されたマグマである可能性がある（Miyoshi et al., 2011，Fig. 2）．最近 1 万年間の活動は，主にカル デラ中央部における苦鉄質マグマの活動で特徴付けられ（宮縁・渡辺，1997； Miyabuchi, 2009；宮縁， 2010；Miyoshi et al., 2012）（Fig. 1），少なくとも過去 1 万年間にカルデラ直下に巨大な珪長質マグマ溜 りは形成されなかった可能性がある（三好ほか，2005；Miyoshi et al., 2012）．

38 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 1. Block diagram showing the history of Aso volcano. Data sources: Kaneoka and Ojima (1970); Itaya et al.

(1984); Kamata (1985); Watanabe et al. (1989); NEDO (1991); Matsumoto et al. (1991); Miyabuchi and Watanabe (1997);

Miyabuchi (2009, 2010); Machida and Arai (2003); Okuno (2002); Miyoshi et al. (2012, 2013).

39 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 2. 1/Sr vs. 87Sr/86Sr diagram for the post-caldera volcanic products (Miyoshi et al., 2011). (a) The dark and light shaded rectangle show the compositional ranges of the estimated partial melts of mafic lower crust (granulites and gabbros) and silicic upper crust (granodiorites) beneath Kyushu, respectively. The area circled with thin line shows the compositional range of Aso-4 pyroclastic flow deposits (Hunter, 1998; Kaneko et al.,

2007). (b) The magnified figure of (a).

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41 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-11 カルデラ噴火の前兆現象

小林哲夫

Precursors to the caldera-forming eruption

Tetsuo Kobayashi

Kagoshima University, 1-21-24 Korimoto, Kagoshima 890-8580, Japan E-mail: [email protected]

Keywords: precursor, caldera-forming eruption, trigger, lag breccia

１．はじめに カルデラ噴火の予知・予測について，地質学からどのようなことが言えるのかについて，1995 年こ ろから真剣に取り組むようになった（成尾・小林，2002）．カルデラ噴火と通常の噴火との本質的な違 い何かについて，マグマの成因からマグマ溜りの形成プロセス，噴火の引き金などに考えをめぐらせ， 何とかまとめあげたのが小林（2008）である．その後の論文等（小林ほか，2010; 小林，2014a, 2014b, 2014c, 2016）で指摘した点を含め整理すると，以下のようにまとめられる．まず 1）マグマ組成の多 様性は，基本的には地殻物質が部分溶融するプロセスで形成される，2）生成された多様なマグマはし だいに上昇し，密度に応じて異なる深さにマグマ溜りを形成する，3）活火山等では玄武岩～安山岩質 マグマを頻繁に噴火する（マグマの蓄積と放出を繰り返す）が，カルデラ噴火の源である流紋岩（～ デイサイト）質マグマは長期にわたり蓄積されるだけであり，しだいに大型のマグマ溜りを形成する， それゆえ 4）通常の活火山とカルデラ火山のマグマ溜りは，異なる空間を占めていると考えられる，5） マグマ溜りが巨大化するにつれ，周辺部では結晶化・脱ガスが進み半固結～おかゆ状態となり，マグ マが独自に噴出するのは困難となる，6）カルデラ噴火の前には，その引き金となる前兆的な噴火（溶 岩が卓越する流出的な噴火）があり，マグマ溜りの一部（脱ガスした部分のマグマ）が絞り出される ように噴出したものと考えられる．7）流出的噴火がきっかけとなり，減圧されたマグマ溜りで発泡が 徐々に進み，～数 100 年後には大規模なカルデラ噴火へと発展する．前兆的噴火を引き起こした主要 因は，マグマ溜りの膨張とそれを抑え込む地殻応力のバランスの崩れであろう．「マグマの混合」が噴 火の引き金になっている訳ではなく，また「地震が噴火を引き起こした」と考えるのは短絡的に過ぎ るであろう．

２．前兆現象の代表例 前兆的噴火として最初に認識したのは鬼界カルデラのアカホヤ噴火である（Kobayashi and Hayakawa, 1984）．阿蘇カルデラでは Aso-2 と Aso-4 の大規模噴火でも認められた（小林ほか，2013）．海外でも フィリピンのイロシン（Kobayashi et al., 2014），インドネシアのバツール（小林ほか，2016）のカルデ ラ形成噴火の～数 100 年前に珪長質マグマの流出的な噴火があった．なおインドネシアのリンジャニ 火山群では，前兆噴火は約 2000 年前から始まっていたかもしれない（小林ほか，本研究集会で発表）．

42 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

３．今後の展望 島弧におけるカルデラ火山では，カルデラ噴火に至る経過には，かなり共通した要素がありそうだ． しかしこれまでに研究できたのは，ごく一部のカルデラ火山に過ぎない．今後は国内のカルデラはも とより，海外のカルデラでも類似例を増やし，島弧地域におけるカルデラ火山のモデルを確立しなく てはならない．前兆噴火の地質学的な証拠はカルデラ形成で消滅してしまうことが多いが，カルデラ 縁付近の lag breccia や火砕流堆積物中の岩塊には，前兆的溶岩の破片が含まれていることがある．イ ロシンカルデラ（Takashima and Kobayashi, 2014）と姶良カルデラ（小林，未公表）で，そのような岩 塊を発見している． 一方，厚い大陸地殻の発達する地域に存在する Long Valley や Yellowstone などの巨大カルデラでは， 流紋岩質マグマの流出的噴火が続いても，なかなかカルデラ噴火にまでは発展しないようである（Metz and Mahood, 1985; Stelten et al., 2015）．このような大規模カルデラ火山との比較研究も必要であろう．

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44 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-12 姶良カルデラのマグマ蓄積

井口 正人

Storing of magma beneath the Aira Caldera

Masato Iguchi

Sakurajima Volcano Research Center, Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University, Kagoshima 891-1419 Japan E-mail: [email protected]

Magma has been storing beneath the Aira caldera. The Sceietific Report by Hickey et al. (2016) is introduced. An ellipsoidal source is applied to the ground deformation in Sakurajima and around Aira caldera, considering topography including sea area and 3D heterogeneity of elasticity. The optimum source is obtained NE in the Aira caldera at a depth of 13 km. The magma supply rate based on the model is almost twice of that obtained by small spherical pressure source model.

Keywords: Sakurajima volcano, Aira caldera, GNSS, viscoelastic model

桜島の北方にある姶良カルデラにおいては，1914 年の桜島大正噴火以降，マグマの蓄積が進行して

いることが地盤変動観測によりわかっている．姶良カルデラの西縁の BM2474 では，大正噴火後に約 80 ㎝沈降したが，その後，隆起を続け，上昇量は 2014 年時点で 72 ㎝に達している．Mogi (1958) は 大正噴火後の地盤沈降に半無限弾性体内の微小球状圧力源の収縮を適用し，圧力源の位置を姶良カル

デラの中央部の深さ 10 ㎞に求めた．その後の姶良カルデラの隆起についても，球状圧力源あるいはそ の複数源の組み合わせモデルが適用されてきた．

Sceitific Reports に掲載された Hichey et al. (2016) の論文は，京都大学防災研究所が 1996 年 12 月から 繰り返してきた桜島及び姶良カルデラ周辺の GNSS キャンペーン観測のデータを用いて（2007 年 12 月までを使用），圧力源の位置を再解析したものである．従来の微小球状圧力源モデルに基づく解析と 大きく異なる点は，圧力源の形状は楕円体とし，大きさを求めることができる点である．また，海域

を含めた地形および，地震波 3 次元速度構造から導出される弾性定数を 3 次元的に与えて，不均質性 を考慮することにより，有限要素法により地盤変動を計算している．圧力源モデルとしてはより精緻

化されている．得られた楕円体の中心は，若尊カルデラの西縁の深さ 13 ㎞にあり，同じデータを用い

45 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

て球状圧力源解析をしたものより（井口，2007），よりも深さが深く，5 ㎞東に位置する．楕円体は水 平方向の径が 14 ㎞，鉛直方向は 4 ㎞であり，シルに近い．また，体積増加量は 1.2×10 8m3 となった． さらに，温度に依存する粘性の効果を考慮した粘弾性変形モデルを，GEONET の連続観測データに適 用し，1997 年から 2007 年までの楕円体の圧力変化の時間関数を決定し，全圧力変化を 1.8 MPa，体積 変化量を 1.38×10 8m3 と求めた．この期間内に放出された火山灰量を考慮すると，体積増加量は 1.41 ×10 8m3 と見積もられた．マグマ供給率にして 0.014 km3/年となり，従来見積もられた平均的供給率 0.01 km3/年よりも多い．この期間だけについていえば，従来のモデルでは 0.008 km3/年となるので，粘弾性 変形モデルでは 2 倍程度多いことになる． マグマ供給率は 0.014 km3/年であるが，桜島南岳噴火期の平均噴出率が 2.55×10 6m3 と見積もられる ので，蓄積率は 1.15×10 7m3 と考えた． Hickey et al. (2016) では，大正噴火の噴出物を DRE 換算で 1.49 km3 とし，それに相当するマグマの蓄積には 130 年かかると予測している．この予測値そのものは，大 正噴火後の地盤沈下の回復量から予測するものと大差なく，地盤変動源モデルを精緻化したこと以上

の値打ちはこの論文にはない．

Reference

Hickey, J., Gottsmann, J., Nakamichi, H., Iguchi, M. (2016) Thermomechanical controls on magma supply and volcanic deformation: application to Aira caldera, Japan. Sceintific Reports, DOI: 10.1038/srep32691

井口正人 (2007) 地球物理学的観測により明らかになった桜島火山の構造とその構造探査の意義．物理

探査，60(2), 145-154. Mogi, K. (1958) Relations between the eruptions of various volcanoes and the deformations of the ground

surfaces around them. Bull. Earthq. Res. Inst., 36, 99 -134.

46 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-13 カルデラ火山の地殻変動のモニタリング手法 －Long Valley Caldera の例－

森 済

Geodetic monitoring at a caldera volcano – In case of Long Valley Caldera, USA –

Hitoshi Mori

West Japan Engineering Consultants, Inc., Fukuoka 810-0004, Japan.

火山活動のモニタリングは主に地球物理学的手法で行われる．その手法は大きく分けて，地震学的 手法と測地学的手法である．カルデラ火山においても，この２つが中心となるが，今回は，地殻変動 のモニタリング手法である測地学的手法について述べる．

測地学的手法を大きく分けると，各種測量と，坑道やボアホールを用いた精密機器観測に分けるこ

とができる．後者は，1 観測点当たり，巨額の費用を必要とするが，高精度高時間分解能の観測が行え るという特徴を有する．一方，前者は，多大な労力を必要とするが，比較的低額の費用で広範囲をカ

バーすることができ，空間分解能に優れるという特徴がある． カルデラ噴火においては，前兆地殻変動は，広範囲にわたり，ゆっくりと長期間続くと考えられ， 広範囲をカバーすることがより重要になるので，以下では各種測量手法について述べる．

主な測量手法の特徴を以下にまとめる． １． 水準測量：１回の測量に時間がかかるため時間分解能は低いが，もっとも高精度な手法．その為，

ゆっくりとした変動の検出に向いている．上下変動のみを観測する．日本では，長い火山で 100 年以上の観測期間がある．他の手法では検知できない微小変化も検出できるので，カルデラの地 殻変動源の推定に非常に有効である．

２． EDM・測角測量：気象の影響が大きく，観測精度は水準測量より一桁落ちるが，低額の費用とよ り少ない労力で，広範囲の変動を調べることができる．日本では，場所によっては，約 100 年前 からのデータが使えるが，GNSS 機器の低価格化で，現在ではあまり行われなくなりつつある． ３． GNSS（GPS）測量：水準測量より精度は落ちるが，それに次ぐ高精度で，数時間程度の時間分解 能を有し，3 次元的変動を，気象条件にかかわらず連続自動観測することが可能である．２．の 手法より高精度で，より少ない労力で行える．自動観測により，活動度が高まり危険度が上がっ

47 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

ているときでも観測を継続できる．しかし，20 世紀末に確立された手法なので，データがあるの は，日本では約 20 年間である． ４． InSAR (干渉合成開口レーダー)：20 世紀末に開発された手法で，精度は上述の手法より劣るが， 広範囲を面的に観測することができる．地上設備を必要としないので，地球上のどこでも観測可

能である．測定されるのは，視線距離(LOS)の変化なので，一方向からの画像だけでは変動方向が 分からない．低高度の測地衛星の寿命期間内の比較しかできないため，長期間の変動を見ること はできない．また，地表面の植生・積雪等により，真の変動が得られない場合がある．時間分解

能は，短くても２週間程度（ALOS2 の場合）と良くない． ５． 精密重力測量：他の手法と組み合わせることによって，地下の密度変化を推定する．20 世紀後半 の，高精度相対重力計の開発により可能となった手法．

今回は上記の各測量手法について，アメリカのロングバレーカルデラを例に説明する．

１． 水準測量：1932 年に，ロングバレーカルデラを横切る測線の一部で，第 1 回目の測量が行われた． P. Tizzani et al. (2009) による 1975 年の 3 回目を基準とした，4 回目以降の変化を Fig． 1に示す． 1975 年までは，あまり変化していなかったのが，1980 年の測量において，カルデラ内を中心とす

る明瞭な隆起が認められ，以降 2006 年の測量まで，隆起傾向が継続している．すなわち，1980 年以降ロングバレーカルデラの地下に，物質（マグマ？）が供給され続けていると考えられる．

Fig．１ Height changes of bench marks since 1975 along the levelling route crossing Long Valley caldera (P. Tizzani et al., 2009).

48 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

２． 光波測距儀による測量は，1972 年にロングバレーカルデラの一部で始められた．4 回目の 1979 年 と 5 回目の 1980 年の間に，それ以前とは異なり，カルデラの膨張傾向が認められた（Savage and Clark, 1982）．この時期はカルデラ内を含む Mammoth Lake 群発地震の盛んな時期と一致しており， 深部から物質（マグマ？）の供給が始まったともの考えられる．それ以降も変動は継続して観測

されている（2005 年現在，D. Dzurisin，2006)． ３． GNSS（GPS）の連続観測は，1996 年から始められており，Z. Liu et al. (2011)によれば，2009 年時 点で継続中であり，変動の大きい時期と少ない時期がある．すなわち，カルデラの地殻変動は， 一定速度ではなく，変動速度は大きく変化していることがわかる．従って，物質（マグマ？）の 供給が一定ではないと言える．

４． InSAR は 1992 年から観測が始まり 2000 年まで，積雪期を除いて，年 1～5 回のデータが得られた （Z. Liu et al.，2011）．その結果，±3 cm 程度の精度で変動が追跡され，8 年間で約 15 cm の視線距 離(LOS)の短縮（膨張傾向）が観測された．また，変動は一定ではなく，1997-1998 年の変動が大 きかったことが認められた．従って，物質（マグマ？）の供給率には変動があることがわかる．

５． 精密重力測量は 1980～85 年の毎年と 1998，99 年に行われた．P. Tizzani et al. (2009) によれば，隆 起による変化と地下水位変動による変化を補正した結果，1982～99 年の重力増加は，他の測量手

法から求めたモデルについて推定された体積変化が，密度約 2500 kg/㎥の物質の貫入によるもの とすれば説明できることが分かった．すなわち，供給された物質は，マグマであると推定された．

References Dzurisin, D. (2006): Volcano Deformation: Geodetic Monitoring Techniques, Springer, Berlin. Liu, Z., Dong, D. and Lundgren, P. (2011): Constraints on time-dependent volcanic source models at Long

Valley Caldera from 1996 to 2009 using InSAR and geodetic measurements, Geophys. J. Int., 187, 1283–1300. Savage, J. and Clark, M. (1982): Magmatic Resurgence in Long Valley Caldera, California: Possible Cause of

the 1980 Mammoth Lakes Earthquakes, Science, 217, 4559, 531 – 533. Tizzani, P., Battaglia, M., Zeni, G., Atzori, S., Berardino, P. and Lanari, R. (2009): Uplift and magma intrusion at

Long Valley caldera from InSAR and gravity measurements, Geologu, 37, 1, 63–66.

49 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-14 堆積構造・シミュレーションによる火砕流の流動堆積機構

宝田晋治

Emplacement mechanism of pyroclastic flows based on depositional features and simulation

Shinji Takarada

Geological Survey of Japan, AIST, Site 7, 1-1-1, Higashi, Tsukuba 305-8567 Japan. E-mail: [email protected]

１．はじめに 火砕流は，高温高速であることが多く，火山体周辺に多大な被害をもたらす．インドネシアクラカ

タウ火山 1883 年噴火では火砕流と津波により 36,000 人の犠牲者がでている．火砕流の流動堆積機構に ついては，これまでにさまざまなモデルが提案されているが，まだ不明な点が多い．ここでは，小規

模火砕流として雲仙 1991-95 年火砕流堆積物，中規模火砕流として北海道駒ヶ岳 1929 年火砕流堆積物， 大規模火砕流として阿蘇 4 火砕流堆積物を対象に，堆積構造に基づいた火砕流の流動堆積機構を議論

する．また，1991 年雲仙火砕流と 2015 年口永良部島火砕流について，エナジーコーンモデルと Titan2D モデルによって数値シミュレーションを実施した．

２．火砕流の堆積構造

雲仙1991-95 年火砕流堆積物では，VEI2-3 クラスの合計 9800 回以上の溶岩ドーム崩壊型火砕流が発 生した．火砕流堆積物は，上部に直径 15 cm〜1 m の比較的サイズの大きい岩塊が並んだ，層厚 30 cm

〜2 m 程度のフローユニットに区分することができる．また，しばしば境界部には層厚数 cm 程度の火 砕サージ堆積物が挟まれている．フローユニットの内部には，さらに直径 5〜20 cm 程度の岩片が，層 厚 10〜30 cm 程度の間隔で，ユニット境界とほぼ平行に並んでいることが観察できることがある．ま た，火砕流堆積物の表面はローブ状の地形を示し，表面は直径 15 cm〜1 m 程度の岩塊で覆われている ことが多い．

北海道駒ヶ岳 1929 年火砕流堆積物の北西側の斜面や山麓では，VEI=4 クラスの良好な火砕流堆積物 の断面を観察できる．ここでは，層厚 30 cm〜5 m 程度のフローユニットが見られる．各フローユニッ トの上部には，直径 5〜60 cm のクラストサポートした軽石が集まった軽石濃集層がみられる．軽石濃 集層の下に比較的多量の火山灰を含む火山灰濃集層，フローユニット下部に直径 10 cm 以下の岩片が

50 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

集まった岩片濃集層が見られる場合がある．フローユニット内部には，しばしば直径 5〜15 cm 程度の 軽石が，層厚 10〜50 cm 程度の間隔で，ユニット境界と平行に並んでいることを観察できることがあ る．比較的伸びた軽石の伸張方向を計測した結果，軽石の伸張方向は，フローユニット内部のどの部 分でも，火砕流の流走方向とほぼ一致しており，その傾向は基底部の方が強いことが分かった．火砕 流堆積物の表面は，ローブ状を示し，しばしば自然堤防が見られる．各ローブは直前に堆積したロー ブとローブの間を埋めるように分布している．

阿蘇4 火砕流堆積物 (VEI=7) は，阿蘇カルデラ周辺に広く分布しており，最大で給源から 160 km 以上の山口県萩市付近でも堆積物を確認できる．フローユニット境界ははっきりしないことが多いが，

層厚 1〜20 m 程度のフローユニットが確認できる場合がある．給源から 26 km の小国町付近では，直 径30〜85 cmの軽石を含む比較的粗粒な火砕流堆積物が分布している．比較的大きい軽石は，層厚30 cm 〜2 m の間隔で横方向に並ぶ傾向がある．

３．火砕流の流動堆積機構 これら 3 つの規模の異なる火砕流堆積物において，フローユニット内部に見られる岩片や軽石の並 びは，火砕流がフローユニット単位で一度に堆積 (mass freezing) しているのではなく，火砕流の基底 部からある厚さの単位毎に順次堆積していることを示唆している．ここでは，フローユニット内部に

見られる，岩片や軽石の並びで区切られた堆積単位を，堆積サブユニット (Depositional subunit: DSU) と呼ぶこととする．この岩片や軽石の並びは，火砕流基底部の境界層付近に，軽石や岩片が基底部に 濃集して来た段階で，基底部付近の速度勾配によって，粒子同士の摩擦や衝突などの相互作用が強ま

り，比較的大きい岩片や軽石が DSU 上部に集まって形成されたと考えることができる (図 1)．

Fig. 1 堆積サブユニット (DSU) による火砕流の流動堆積モデル

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北海道駒ヶ岳 1929 年火砕流堆積物中の軽石の伸張方向が火砕流堆積物のフローユニット内のどの部分 でも，火砕流の進行方向とほぼ一致していることは，フローユニット単位ごとに一度に堆積している のではなく，乱流状態の火砕流基底の境界層付近で，速度勾配による剪断力を受けながら順次堆積し

たことを示唆している． 雲仙1991-95 年火砕流の 1 回の火砕流の体積は，104〜106 m3 程度であり，測定された火砕流の流速 (〜 30m/s) や到達時間 (2〜5 分程度) を考えると，火砕流基底部からの単位面積当たりの堆積レートは，

およそ 10-3〜10-2m/s となる．北海道駒ヶ岳 1929 年火砕流の場合，1 回の火砕流の体積は 106〜107 m3 程度であり，到達時間 (5〜10 分程度) を考えると，火砕流基底部からの堆積レートは，およそ 10-2〜 10-1m/s となる．阿蘇 4 火砕流の場合，北北東方向に流れた最盛期の 1 回の火砕流の体積は，108〜109 m3 程度であり，到達時間 (10〜30 分程度?) を考慮すると，火砕流基底部からの堆積レートは，およそ 10-1 〜100m/s となる．したがって，雲仙 1991-95 年火砕流，北海道駒ヶ岳 1929 年火砕流，阿蘇 4 火砕流の 堆積物の堆積構造，表面地形，フローユニットや DSU の層厚，粒径・粒度組成の違いは，給源からの 火砕物質の噴出量や噴出率の違いにより，火砕流の乱流度や火砕流基底部からの堆積レートが大きく

異なることが原因の 1 つであると考えられる（表 1）.

Table 1. Comparison among depositional features and emaplacement mechanisms of 1991-95 Unzen, 1929 Hokkaido Komagatake and Aso-4 pyroclastic flows Accumulation Volume of Surface Thickness of Thickness Pyroclastic flow Scale Distribution Velocity rate at the Turbulence Emplacement mechanism single flow morphology a flow unit of a DSU bottom per m2

Progressive accumulation from the bottom Confined in 10-3-10-2 m/s 1991-95 Unzen Small 104-106 m3 Lobe 0.3-2 m 0.1-0.3 m up to 30 m/s Low of turbulent current froming basal DSUs a valley (Low) and emplaced as several lobes

Confined in Progressive accumulation from the bottom 1929 Hokkaido valleys 10-2-10-1 m/s Medium 106-107 m3 Lobe 0.3-5 m 0.1-0.5 m up to 50 m/s High of turbulent current froming basal DSUs Komagatake around the (High) and emplaced as many lobes volcano

Unconfined, 10-1-100 m/s Progressive accumulation from the bottom Extremely Aso-4 Large 108-109 m3 widely Sheet 1-20 m 0.3-2 m up to 100 m/s ? (Extremly of turbulent current froming basal DSUs high distributed high) and emplaced as many sheets

４．火砕流のシミュレーション

1991 年に発生した雲仙火砕流は，等価摩擦係数 (H/L) 0.2〜0.4 の範囲にある．この等価摩擦係数と 体積の関係から，エナジーコーンモデル (Marlin and Sheridan, 1992) で火砕流の到達距離や影響を受け る可能性がある領域の予測ができる．また，Titan2D (Pitman et al., 2003; Sheridan et al., 2004) では，崩

壊体積 1.2x106 m3，底面摩擦角 11 度でほぼ 6 月 3 日の火砕流のケース再現できる．ただし，火砕流基 底部からの堆積現象を再現できないなど，モデルの限界を考えて使用する必要がある． 2015 年 5 月 29 日の口永良部島火砕流について，エナジーコーンモデルでは，噴煙柱崩壊高度 200m, H/L=0.34〜0.44 で再現できる．また，Titan2D モデルでパラメータを変えて体積や底面摩擦角の変化に よる影響を調べた．さらに，ドーム崩壊型と噴煙柱崩壊型のシミュレーションの評価を行った．底面 摩擦角が全方向に一定であるため，噴煙柱崩壊型では，全方向にほぼ同じ距離流走する．したがって，

52 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

セグメント毎に摩擦係数を変える必要がある．

References Marlin, M.C. and Sheridan, M.F., 1982, Computer-assisted mapping of pyroclastic surges. Science, 13, 637-640. Pitman, E.B., Patra, A., Bauer, A., Sheridan, M., Bursik, M., 2003, Computing debris flows and landslides. Phys. Fluids, 15, 3638-3646. Sheridan, M.F., Stinton, A.J., Patra, A., Pitman, E.B., Bauer, A. and Nichita, C.C. (2004) Evaluating Titan2D mass-flow model using the 1963 Little Tahoma Peak avalanches, Mount Rainier, Washington, Jour. Volcanol. Geotherm. Res., 139, 89-102.

53 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-15 異なる沈み込み帯における噴火の規模と頻度の推定

清杉孝司（神戸大学先端融合研究環）

Frequency of volcanic eruptions in sub-regions in Japan

Koji Kiyosugi (Organization for Advanced and Integrated Research, Kobe University)

異なる沈み込み帯での火山活動を比較するため，北海 道地域，東北地域，伊豆地域，中部地域，九州地域の噴 火の規模と頻度の関係を調査した（図 1）．分析には町田・ 新井 (2003)，第四紀火山カタログ委員会編 (2000)，産業 技術総合研究所地質調査総合センター編 (2014)，早川 (2010) からコンパイルした過去約 2 百万年間の噴火記録 の年代値と噴火マグニチュード (M) を用いた．噴火の頻 度は，噴火の記録率が時代とともに減少する傾向（噴火 記録の数え落しの傾向）をモデル化することで得られる (Kiyosugi et al., 2015)．また，こうした噴火の数え落しは 地質学的・歴史的背景を反映しているため，噴火記録の 時間・空間的不均一性についても調査を行った． 各地域について噴火頻度を計算した結果，これらの地 域間で噴火頻度が 10 倍以上異なることが明らかとなった 図１．各地域の区分 （図 2）．比較的大きな噴火 (4≤M≤6) では，噴火マグ ニチュードが 1 つ小さくなるごとに頻度がおよそ 10 倍になる．一方，比較的小さな噴火 (2≤M≤4) では噴 火マグニチュードが 1 つ小さくなるごとに頻度は 1.6-2.5 倍となる．全ての地域で見られるこの傾向は小 さな噴火の頻度が大きな噴火の頻度から推定される頻 度よりも小さいことを示唆する．これはマグマ溜りが 小規模になるほど地下で貫入岩体として固結しやすく， マグマが地表まで到達しにくいことが原因である可能 性がある． 得られた噴火の頻度と規模の関係を基に各地域の長 期的なマグマ噴出率を求めた．この長期的なマグマ噴 出率を各地域の沈み込み帯の長さで規格化すると，九 州地域，中部地域，東北地域でほぼ同様の値となるこ 図 2．噴火の頻度と規模の関係 とがわかった (表 1)．一方，北海道地域と伊豆地域で は規格化した長期的マグマ噴出率が他の地域のおよそ 3 分の 1 となる．北海道地域では太平洋プレー トが北米プレートの下に斜めに沈み込んでおり，同じプレートの組み合わせである東北地域に比べて 沈み込み帯に直行する方向のプレート沈み込み速度が小さくなっている．このことが小さな長期的マ グマ噴出率の原因である可能性がある．一方，伊豆地域は比較的大きい噴火(M>4)の地質記録が残りに

54 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

くい島嶼からなるため，これらの噴火頻度を正しく見 表１．長期的マグマ噴出率 積もることが困難である（図 2）．このことが小さな長 期的マグマ噴出率の原因である可能性がある． 本研究の結果は，沈み込み帯での火山活動の重要な パラメータを明らかとするものである．一方で，噴火 記録の本質的な不均質性のため島嶼部において噴火の 頻度を見積もることが困難であることが明らかとなっ た．この不均質性を補完する海底掘削コアの分析や統 計手法の開発はこれからの課題である．

引用文献 第四紀火山カタログ委員会 (編) (2000) 日本の第四紀火山カタログ． Kiyosugi, K., C. B. Connor, R. S. J. Sparks, H. S. Crosweller, S. K. Brown, L. Siebert, T. Wang, S. Takarada (2015) How many explosive eruptions are missing from the geologic record? Analysis of the quaternary record of large magnitude explosive eruptions in Japan, Journal of Applied Volcanology, 4:17, DOI 10.1186/s13617-015-0035-9. 産業技術総合研究所地質調査総合センター（編）（2014）1 万年噴火イベントデータ集（ver. 2.2）．産総 研地質調査総合センター（https://gbank.gsj.jp/volcano/eruption/ index.html）． 早川由紀夫(2010) HAYAKAWA's 2000-YEAR ERUPTION DATABASE/HAYAKAWA's ONE MILLION-YEAR TEPHRA DATABASE (http://www.hayakawayukio.jp/). 町田 洋・新井房夫 (2003) 新編火山灰アトラス，336pp，東京大学出版会．

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1-16 Eruption histories and genesis of Baekdusan volcanoes

任 忠完 1・李 仁盛 1,2 Chungwan Lim1, Insung Lee1, 2

1 School of Earth and Environmental Sciences, Seoul National University, Seoul 151-742, Republic of Korea 2 Corresponding author at: School of Earth and Environmental Sciences, Seoul National University, Seoul 151-742, Republic of Korea. Tel.: + 82 2 880 6730. Email: [email protected]

Abstract The tephra or cryptotephra are principally composed of alkaline glass shards, and INAA of individual grains offers a way of distinguishing chemical characteristics. That may be used to discriminate different events age and to correlate separate deposits of the same source volcanoes. The identification of tephra or cryptotephra layers presents an opportunity to define time-parallel marker horizons. With using INAA scanning method three newly identified tephras (named B-J, B-Sado and B-Ym) were detected and eruption ages identified between AT

(29.24 cal. ka) and Aso-4 (88 ka) in five cores based on microscopic observation and the stratigraphic correlations between cores of the Holocene sediments in the southeastern East Sea/Japan Sea. By the correlation with TL (dark layer) data, the approximate age of B-J, B-Sado and B-Ym tephras were calculated as to be 50.6 ka, 67.6 ka, 86.8 ka, respectively. The intraplate Baegdusan (Changbai) volcanoes located on the border of China and North Korea have been explained by either hotspots by mantle plumes or asthenospheric mantle upwelling (wet plume) caused by stagnation slab of the subducted Pacific plate. To understand the origin of the Baegdusan volcanism, we performed geochemical analyses on the volcanic rocks and tephra deposits erupted from the Baegdusan volcanoes. We propose that the intraplate alkaline volcanism associated with Baekdusan volcanic region is fed by a mantle upwelling originating below the discontinuity subducting slab. The upwelling is a result of a slab neck into the subducting slabs. The Baekdusan volcano relies on a slab neck within subducting slab at depth to allow for a focused upwelling. Therefore, the magmatic progression of back-arc magmatism in Baekdusan volcanoes can be explained by the interaction of this Philippine Sea Plate Slab and upwelling mantle.

Keywords: Tephrochronology, Baekdusan volcanism, Haolgen elements

This research of cryptotephra will offer the most comprehensive tephrochronology for explosive volcanic eruption histories in the Baegdusan area during the Quaternary as well as millennial-scale interstadial tephra records from distal sites from the core locations. Because the detailed eruptive histories of Baekdusn volcanoes

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during the late Quaternary are poorly constrained. Studies of tephra deposits or layers play important roles in the studies of regional volcanic correlations, isochronous markers, and primary magma composition (e.g. Lowe, 2011). There are three main sources for the tephras to the sediments in the East/Japan Sea basins: predominantly rhyolitic tephra from numerous arc volcanoes in Japanese islands, alkaline trachytic-phonolitic tephra from Baegdusan volcano on the border of North Korea and China. Two widespread rhyolitic tephra layers have been identified over vast areas throughout the Japanese islands and East/Japan Sea (Machida and Arai, 1983), formed by large explosive and caldera-forming eruptions in southern Kyushu: the AT (Aira-Tanzawa) tephra of ca. 25.12±0.3 14C kyr BP (Miyairi et al., 2004); and the Aso-4 tephra of ca. 87 ka (Aoki, 2008). Intraplate alkaline magmas from Baegdusan volcanoes show highly enriched incompatible element enrichment with a peak at Nb-Ta, and Lim et al. (2008) demonstrated that Baegdusan tephras were enriched in Ta by an order of magnitude over that of the enclosing hemipelagic sediment and depleted in Sc by an order of magnitude. The presence of tephra components in these layers was confirmed by microscopic observation, and major data was consistent with an origin from Baegdusan volcanoes. We showed that the difference of major elemental compositions among the three alkaline tephras is found by the combination of SEM-EPMA analysis on the volcanic glass shards. By the correlation with TL (dark layer) data, the approximate age of B-J, B-Sado, and B-Ym tephra were estimated as 50.6 ka, 67.6 ka, 86.8 ka ka, respectively.

Fig. 1 Interpolated age and depth profiles of the four cores interpolated the ranges of interpolated ages of each identified alkaline cryptotephra; B-J, B-Sado, and B-Ym.

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Quantitative analyses of halogen elements such as F, Cl, Br, and I in solid Earth materials such as volcanic glass are the key to understand quantities of volatiles and volatile circulation in the Earth’s crust and mantle (Seo et al., 2011). If the melt came from the seawater, the Cl in the melts has higher values than ordinary melt. If the melt came from the continental magma source, the Br in the melts has higher values. From our research, the melt inclusion in olivine from Baekdusan shows that the magma from Baekdusan is related to partial melting of the continents. We tried to quantify halogen elements containing in basaltic glass recovered from the Baekdusn volcanoes, and this will be applied to understand volatile behaviors in the Earth mantle. The evidence which is essential for the genesis of the Baekdusan volcano could be Halogen geochemistry.

Fig. 2 Baekdusan volcanic rocks might determine by halogen signatures from the continual crust sources.

This study has two principal objectives: First, multiple Baekdusn tephras are expected to detect and identify the

Baekdusna volcanism. In order to accurately identify and correlate the tephras, it is necessary to consider stratigraphic position as well as geochemical characteristics. The chemical composition of volcanic glass shards is a useful tool for evaluating mixtures of multiple layers. The heavy mineral composition can also be used to identify tephra units. In order to reveal the distribution of each tephra unit to a high degree of certainty, characteristics such as heavy mineral and chemical compositions of each unit must be determined in greater detail itself. Second, we propose that the anomaly represents lithospheric mantle that had been accompanied by

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beneath the sinking lithosphere of the Philippine Sea Plate and was erupted through a slab-tear in the subducting slab. We suggest that this subduction-induced upwelling process produces mantle-upwelling that feeds the

Baekdusna volcanoes. Subduction-induced upwelling may also may explain back-arc volcanism at other subduction zones in East Asia.

Reference

Aoki, K. (2008) Revised age and distribution of ca. 87ka Aso-4 tephra based on new evidence from the

northwest Pacific Ocean. Quaternary International, 178(1), 100-118. Lim, C., Ikehara, K. and Toyoda, K. (2008) Cryptotephra detection using high-resolution trace-element analysis

of Holocene marine sediments, southwest Japan. Geochimica et Cosmochimica Acta, 72(20), 5022-5036.

Lowe, D. J. (2011) Tephrochronology and its application: a review. Quaternary Geochronology, 6(2), 107-153 Machida, H. and Arai, F. (1983) Widespread late Quaternary tephras in Japan with special reference to

archaeology. The Quaternary Research (Daiyonki-Kenkyu), 22(3), 133-148. Miyairi, Y., Yoshida, K., Miyazaki, Y., Matsuzaki, H., & Kaneoka, I. (2004). Improved 14C dating of a tephra

layer (AT tephra, Japan) using AMS on selected organic fractions. Nuclear Instruments and Methods in

Physics Research, Section B: beam interactions with materials and atoms, 223, 555-559. Seo, J. H., Guillong, M., Aerts, M., Zajacz, Z., & Heinrich, C. A. (2011). Microanalysis of S, Cl, and Br in fluid

inclusions by LA–ICP-MS. Chemical Geology, 284(1), 35-44.

59 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-17 阿蘇山中岳 2016 年 10 月 8 日噴火直後の火山灰調査報告

辻 智大 1・西坂直樹 2・大西耕造 2

Survey report on the volcanic ash from Mt. Aso Nakadake eruption, Japan, 8 October 2016

Tomohiro Tsuji 1, Naoki Nishizaka2 and Kozo Onishi2

1 Department of Civil Engineering, Shikoku Research Institute Incorporation, 2109-8, Yashima-nishi-machi Takamatsu 761-0192, Japan 2 Civil and Architectural Engineering Department, Shikoku Electric Power Company Incorporation, 2-5, Marunouchi, Takamatsu 760-8573, Japan

１．はじめに 火山噴火の物理的パラメータを推定することは火山の規模，噴火様式，噴火メカニズム，火山灰の

拡散過程およびそれによる災害対策を考える上で非常に重要である．火山灰は，噴火直後から雨や風 によって流失するため，噴火直後の現地調査によって流失前のデータを採取することが重要となる． しかし，小規模な噴火では精度の良いデータを得られることは稀である．また，日本では遠方に拡散

した火山灰は海域に落下することが多いため，遠方における降灰量・粒度データを取得できる機会に 乏しい．

筆者らは，2016 年 10 月 8 日に阿蘇山中岳第一火口にて発生した爆発的噴火によって放出された火山

灰に関して，給源付近および遠方における調査を実施し，これらの降灰量，粒度に関するデータを採

取したので，これを報告する．

２．2016 年 10 月 8 日噴火・降灰の経緯

2016 年 10 月 7 日 21 時 52 分に阿蘇山中岳第一火口にて小規模噴火が，その後 8 日 1 時 46 分に爆発

的噴火が発生し，噴煙は海抜高度 11,000m に達した（気象庁，2016a）．福岡地方気象台によると，阿

蘇山に最も近い高高度気象観測地点である福岡地点において，高度 8～10 km では 10 月 7 日 21 時～10

月 8 日 9 時にかけて風速 20～30m/s 程度の西～西南西の風が吹いていた．上空へ上昇した火山灰はこ

の風に流され，熊本県，大分県，愛媛県，広島県，香川県に広く降灰した．愛媛県伊方発電所では，4

時 39 分頃に降灰が確認され，発電所の運転開始以降初めての降灰となった．通常ならば九州中南部で

60 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

噴火が発生しても卓越する偏西風に乗って火山灰は東方の海へ降灰するが，今回は偏西風が不安定な

時期の西南西の風に乗って四国へ降灰したものである．

Fig. 1. Map showing location of Mt. Aso (Nakadake).

３．調査概要・分析手法

筆者らは 2016 年 10 月 6 日から大分県久住町にて九重山の調査を実施しており，噴火のあった 10 月

8 日の 8 時 30 分に久住高原荘（位置は Fig. 2 を参照）から阿蘇山噴火による噴出物の調査を開始した．

調査範囲は，中岳第一火口から 4.5 km 北東の阿蘇青年交流の家～320 km 東北東の高松市である．9 時

30～12 時 30 まで阿蘇カルデラ内を，15 時 30 分～18 時まで竹田市～久住町周辺を調査した（Fig. 2）．

8 日 8 時は久住高原では霧雨であったが，阿蘇カルデラ内では午前中は曇りであり，降雨による火山灰

の流失は認められなかった．その後，13 時頃からは阿蘇カルデラ周辺において強い降雨があった．そ

の影響で火山灰の多くは流失もしくは二次移動した．また，阿蘇市内で複数回停電が発生した．15 時

30 分からの調査では，降雨による火山灰流失の影響を軽減するため，自販機あるいはポスト等，地表

流水の影響を受けにくく，水平で平坦な面上に堆積していた火山灰を採取した．このような水平な平

坦面上では，試料採取時には降雨によって火山灰が流失するほどではなかった．降灰量計測用試料採

取の際には，採取面積を 0.08～0.2 m2 の範囲とした．

尚，10 月 12 日には高松市における四国総合研究所の敷地内においてコンテナを覆っている防火シー

ト上に溜まった雨水中に沈殿していた火山灰を採取した（位置は Fig. 2 を参照）．これは 10 月 7 日に

61 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

コンテナに被せた防火シート上に降下した火山灰が，10 月 8 日午後～9 日にかけての降雨により防火

シート上に集積したものである．合計調査地点数は，阿蘇カルデラ内 8 地点，カルデラ外の九州地域 8

地点，四国地域 1 地点である．本調査で火山灰を確認できた最東端は火口から 320 km 東北東の高松市

屋島西町である（Fig. 2）．

前述の調査地点以外にも，阿蘇市周辺，大分県久住町，大分市，佐賀関，愛媛県伊方町，四国中央

市において 10 月 8 日の降雨以前に採取された火山灰試料を頂いた（位置は Fig. 2 を参照）．

これらの試料を乾燥後，乾燥重量を計測し，篩（メッシュ目開き 2 mm～0.063 mm）およびレーザー

回折式粒度分析を実施した．4 章にて述べるように，10 月 8 日午後の降雨以前に採取した試料には泥

質粒子にコーティングされた粒子および accretionary lapilli が含まれていた．本研究では，落下した火

山灰の粒度分布を測るために，これらの試料を水洗せず乾式にて篩がけを行った．降雨以降に採取し

た試料については，超音波洗浄後に湿式にて篩がけを行った．篩がけ後の試料を各メッシュサイズの

乾燥重量を計測し，試料の粒度組成を算出した．0.063-0.125 mm および 0.125-0.25 mm の試料について，

鏡下観察を行った．

Fig. 2. Isomass map of 2016 Aso eruption. Unit is grams per square meter. Proximal isomass lines closer than 3 km from the vent were estimated from JMA (2016b). ASK; Aso Seishounen Kouryu no ie, IG; Ichinomiya ground, IPP; Ikata Powe Plant, Kj; Kuju town, KK; Kuju Kogen sou, NM; Nishimachi, SES; Sakanashi

Elementary School.

62 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

4．調査・分析結果

4．1．火山噴出物の堆積状況

火山噴出物は，中岳第一火口から 10 km までは北東方向，それ以遠では東北東方向に分布している

（Fig. 2）．10 月 8 日の午前中は，噴火後車両及び人の通っていない地域には噴火当時の火山噴出物が

良好に保存されていた．火口から 4.5～7 km の阿蘇市内では多量の火山礫および火山灰が堆積した（Fig.

3a）．阿蘇市一宮運動公園では降灰量 2700 g/m2 程度である（Fig. 2）．火口から約 4.5 km 北東の阿蘇青

少年交流の家では降灰量 1200 g/m2 程度であった（Fig. 2）．また，一宮運動公園からの双眼鏡による観

察では，阿蘇青少年交流の家南部～中岳斜面中腹までの間に目立った火山灰の降灰が認められなかっ

た（Fig. 3b の斜面鮮緑色の部分）．

阿蘇青少年交流の家では，落下した火山礫によって網戸が破られ，窓ガラスが割られていた（Fig.

3c-f）．割れた位置および破れた網戸の位置から，上空から斜め北向きに火山礫が落下したと推察され

る（Fig. 2c）．本地点における最大粒径は 6.2 cm であり，本調査範囲において最も粗粒であった（Fig. 3g）．

阿蘇市内では構成粒子は一般に赤みを帯びた灰色を呈し，泥質粒子が表面に付着している．その 90%

程度以上は火山岩片であり，次いで細粒火山灰が凝集した豆石状の粒子が多く含まれる．火山岩片は，

一般に発泡している．直径数 cm 程度の火山礫の下位には火山灰は堆積していないことから，火山礫が

最初に堆積したと推察される（Fig. 3h）．直径数 cm 程度の火山礫の上部には，数 mm 前後の火山豆石

が付着している（Fig. 3i）．建造物南向きの壁には湿った火山灰～火山灰まじりの泥雨が付着し，東向

きの壁にも少量付着している（Fig. 3j-l）．阿蘇市内の車道沿いでは，10 月 8 日午前には降雨は無かっ

たものの，目立った火山灰の舞い上がりは認められなかった．四国地域では，火山噴出物は灰色を呈

する淘汰の良い火山砂であり，泥雨の痕跡は認められなかった．

4．2．火山噴出物の構成粒子

洗浄前の試料では，粒子の多くはその周囲にシルト～粘土等の細粒粒子が付着して灰色を呈する．

洗浄後の試料は，火山岩片 85～90％程度，新鮮なガラス 10%程度，鉱物 2～5%程度である．岩片は弱

変質したものが 90%，新鮮な岩片が 10％である．弱変質した岩片はごま塩状粒子を主体とし（Fig. 4a），

白灰色，灰色，赤褐色，クリーム色粒子を含む．新鮮な岩片は黒色を呈し，ブロッキーな破断面を有

し，ガラス光沢を示す（Fig. 4a）．また，発泡しているものは発泡孔を白色物質が充填している（Fig. 4a）．

63 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 3. Photographs of fallout deposits by eruption on 8 am, October 2016 taken in 8 am before the rainfall. Photo taken at 6 km (Nishimachi) (a). Photo of Nakadake crator taken from 6.5 km NE (Ichinomiya Ground). Photos taken at 4.5 km (Aso Shounen-Kouryu no ie) (c-g). Window facing south was cracked and mesh broken by impact of volcanic lapilli (c, d). The lapilli which hit the window (e). Roof was broken by impacts of volcanic lapilli (f). 6-7 cm-sized lapilli at 4.5 km (Aso Seishounen Kouryu no ie) (g). Photo taken at 6.5 km NE (Ichinomiya ground) (h-l). Fallout deposits fallen on the ground (h). There are no fallout deposits below lapillis moved by our hand (h). A few mm-sized accretionary lapilli fallen on the surface of large lapilli (i). Walls facing west (j), south (k) and east (l). Tracks of rainlet including fine ash remained on the walls.

64 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 3. Photographs (Continue).

新鮮なガラスは無色透明もしくは褐色を呈し，よく発砲したものに富み（Fig. 4b），低発泡ガラス，

バブルウォール型ガラス（Fig. 4g），ペレーの毛様のひきのばされたガラス（Fig. 4c，f，h），液滴状の

ガラス（Fig. 4d）や球状ガラス（Fig. 4e）等，多様な形状のガラスを含む．軽鉱物としては斜長石が含

まれる（Fig. 4k）．重鉱物組成は，多いものから斜方輝石（Fig. 4i），普通角閃石（Fig. 4j），カンラン石

である．鉱物の多くは破片状であり，新鮮ではない．

4．3．粒度の距離に対する変化

最大粒径，中央粒径について，火口近傍～火口から 260 km までの距離毎の変化を Fig. 5 に示した．

最大粒径の変化は，火口から約 10 km 地点（阿蘇カルデラ東縁付近），約 40 km 地点（大分県竹田市と

大分市の間）に屈曲点を有し，その区間において対数曲線によって近似される．また，中央粒径につ

いても，データが少ないものの，最大粒径の変化と同様の傾向が認められる．最大粒径は火口から 10 km

において約 1 cm，火口から約 40 km において約 1 mm であり，それ以遠では最大粒径の傾きは非常に

緩やかである（Fig. 5）．

65 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 4. Photomicrographs of ash by eruption on 8 am, October 2016. Fine sand sized ash sample at 21 km ENE (Takeda city) (a) and very fine sand-sized ash at 23.5 km NE (Kuju town) (b). Pele’s hair type and buble-wall type glass shards at Kuju town (c, d) and drop-type (f-g) and granule type glass shards (h) at 320 km ENE (Takamatsu city). Orthopyroxene (i), hornblend (j) and plagioclase (k). AR; weakly altered volcanic rock, FR; fresh volcanic rock, FG; fresh glass

66 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 5. Md max and Md50 versus distance from the vent. The data at 0 km was estimated from JMA (2016). Data at 190 km from the vent is from Sugawara (2017).

5．考察

5．1．噴火過程

2016 年 10 月 8 日の阿蘇山中岳噴火による噴出物には新鮮なガラスが含まれている．新鮮なガラスは

本質物質である可能性があり，マグマが直接的に噴火に関与していた可能性がある．しかし，噴出物

の主体は火山岩片もしくは泥質粒子であり，本質物質のの含有量は 1 割以下と少ないことから，マグ

マの関与は少なかった可能性がある．10 月 8 日の噴火以降は，マグマを噴出するような爆発的噴火は

発生していない．

5．2．噴出物の拡散・降下過程

火山噴出物の累重関係（Fig. 3h-l）に基づくと，最初に大きな粒子が，その後，数 mm 程度の火山豆

石が，最後に泥雨が降下したと推察される．道路沿いにて火山灰が舞い上がっていないことは，火山

灰の水分量が多かったためと考えられる．これは噴出物が泥質粒子によってコーティングされている

ことと調和的である．

泥雨が南向きの壁に多量に，また東向きの壁に少量付着していることから，泥雨が北向きもしくは

北北西向きに落下したことがわかる．運動公園において，その角度は 70°程度である（Fig. 2l）．10 月

8 日 2 時の阿蘇山地点における風は南南東の風 7.3 m/s であり，液滴はこの地表付近の風に従って落下

したと考えられる．一方，高度 8～10 km では 10 月 7 日 21 時～10 月 8 日 9 時にかけて風速 20～30m/s

67 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

程度の西～西南西の風が吹いており，遠方へ拡散した火山灰はこの上空の風に支配されたことが推察

される．

気象庁（2016b）によると，火口周辺 700m 以内には数 cm～30 cm 程度の火山灰が堆積している．本

調査によって，火口から 6～7 km 北東にて最も調査範囲内で最も大きな降灰量 2700 g/m2 が認められた

一方で（Fig. 2），火口 4.5 km 北東（阿蘇青少年交流の家）南部～中岳北斜面中腹の間に多くの降灰が

認められなかったことから（Fig. 3b），火口周辺における噴出物の分布とは別に，火口から離れた位置

（6～7 km 北東）に降灰量の極値が存在すると考えられる（Fig. 2）．このように火口から離れた位置に

降灰量の極値が存在することは過去の噴火でも知られている（例えば，セントへレンズ 1980 年 5 月 18

日噴火，Sarna-Wojcicki et al., 1981；ベスビオ 79 年噴火，Sigurdsson et al., 1985 など）．このように火口

から離れた所に降灰量の極値を作る火山噴出物は，主に噴煙柱の上部から比較的細粒な粒子が強い風

に流されて拡散，降下したものと考えられる．一方，火口周辺における粗粒な噴出物は，火口から弾

道を描いて落下したものと解釈される．泥雨が火口に面した壁にのみ付着していることも，強い風に

よって粒子が流されたことを支持している．泥質粒子の付着は，噴火後に湿気を帯びた大気中もしく

は噴火以前に火口周辺にて生じた可能性がある．

泥雨は阿蘇カルデラ東壁周辺まで認められ，四国では認められない．雨粒によって凝集した豆石お

よび湿った火山灰等の比較的質量の大きな粒子は，阿蘇カルデラより遠方へはさほど拡散しなかった

と考えられる．Fig. 4 の粒度変化は，質量の大きな粗粒粒子が火口近傍で落下し，遠方へは細粒な粒子

しか拡散しないことを示している．火口近傍（火口から 40 km 以内）では距離に対する粒度変化曲線

の傾きが大きく，遠方（火口から 40 km 以遠）では，粒径変化曲線の傾きが小さい．この屈曲点の意

味は不明であるが，可能性としては，火山灰中の含水量の差による拡散距離のの違いが挙げられる．

これは，含水量が大きいと火山灰の質量が大きくなり拡散距離が短くなると考えられるためである．

詳細については今後の課題である．

謝辞 本研究にあたり，阿蘇青少年交流の家の職員の方々には調査の際に便宜を図って頂いた．中村

千怜博士，長田朋大氏，高野弘之氏，山根勝枝氏には火山灰試料および現地写真等を頂いた．小林哲

夫名誉教授には現地調査に同行して頂き，有益な議論をして頂いた．菅原久誠博士には松山市におけ

る火山灰情報をご教示頂いた．鈴木富美子氏には粒度分析及び顕微鏡写真撮影を手伝って頂いた．記

して謝意を表す．

68 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

引用文献

気象庁，2016a ，噴火警報（火口周辺）（阿蘇山）平成 28 年 10 月 8 日 01 時 55 分． http://www.data.jma.go.jp/svd/vois/data/tokyo/STOCK/volinfo/keiho.html

気象庁，2016b，阿蘇山の火山活動解説資料．火山活動解説資料 平成 28 年 10 月 13 日 18 時 40 分発 表．http://www.jma-net.go.jp/kumamoto/kakusyusiryou/aso_kaisetu20161013.pdf Sarna-Wojcicki, A.M., Shipley, S., Waitt, J.R., Dzurisin, D., and Wood, S.H., 1981, Areal distribution thickness, mass, volume, and grain-size of airfall ash from the six major eruptions of 1980. in Lipman, P.W., and Mullineaux, D.R., eds., The 1980 eruptions of Mount St. Helens, Washington: U.S. Geological Survey

Professional Paper. 1250, p. 577–600. Sigurdsson, H., Caery, S., Cornell, W. and Pescatore, T., 1985, The eruption of Vesuvius in AD 79. Nat. Geo.

Res., 1, 332-387. 菅原久誠，2017，愛媛県松山市に降下した 2016 年 10 月 8 日阿蘇山噴火による火山灰の構成粒子記載 （速報）．群馬県立自然史博物館研究報告，21，投稿中．

69 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-18 火山噴火史研究と博物館

鮎沢 潤 1, 2・奥野 充 1

Study on eruptive history and related museums

Jun Aizawa1, 2, Mitsuru Okuno1

1 Department of Earth System Science, Faculty of Science, Also; AIG Collaborative Research Institute for International Study on Eruptive History and Informatics, Fukuoka University, Fukuoka 814-0180 Japan 2 Corresponding author. E-mail: [email protected]

Museum is one of an institution for social education to collect various specimens with adequate registration as well as to conduct academic research on the basis of them. At least 4000 museums are known in Japan, some are focused on volcanology adjacent to active volcanic regions. Recent restructuring of volcano observatory attached to national university and/or Japan Meteorological Agency (JMA) caused critical phase of the field, however, future collaboration between local museum, volcano observatory and JMA is useful not only for volcanology but also for study of eruptive history.

Keywords: museum, social education, eruptive history and informatics

火山は災害の発生原因となる一方で，地熱・金属・非金属の各鉱床，特異な地形・土壌・植生など に由来する美しい景観をもたらす．後者は学校教育・社会教育は勿論のこと，スポーツやリクリェー ションの場としての価値も高い．このような背景から，火山地帯には広義の博物館（相当施設を含む，

以下同）が設けられ，地域の魅力高揚やジオパーク運営の中核としても貢献している．ここでは，福 岡大学国際火山噴火史情報研究所の事業とも関係する総合教養科目「科学・技術と社会（火山噴火史 情報学入門）」および「科学・技術・情報と社会（火山噴火史情報学入門）」で行った「火山と博物 館」（以下，講義と略）をふまえ，火山地帯に立地する博物館の事例紹介，これから期待される役割

を提起する． 博物館は社会教育法および博物館法に規定される社会教育のための機関で，資料の収集・展示・保 存・調査研究を行う．博物館資料は実物のほか，文書，模写模造品，近年のデジタル化に対応した画 像や音声までが含まれる．法令でいう博物館は所定の要件を満たし登録を受けたもの（登録博物館）

を指すが，現実的には相当施設やそれに準じる類似施設も少なくない．日本にある博物館の数は 5000

70 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

を超える（大堀, 1997；矢島, 2016）ともいわれているが，実質は 4000 程度（日本博物館協会, 2017） であろう．これらのなかには総合博物館や地球科学系博物館の一画で火山に特化した展示を行うとこ ろ，火山地帯に立地し名称に火山を冠したものも少なくない．講義では，北海道洞爺湖町立火山科学 館と鹿児島県立博物館をスライドで紹介した．前者は火山のなりたち，火山の恵みと火山災害，噴火 予測から避難行動までが，外国人を含む幅広い階層に応じ判り易く展示・解説されている．ここは火 山災害時に博物館−研究観測機関（北海道大学有珠火山観測所・気象庁）−避難誘導の主体（自治体・ 国の機関）の連携が円滑であったこともあり，展示見学を通して火山噴火史情報学の重要な部分が一

般市民へ予備知識なしで伝わる特徴を有する． これからの博物館に求められる役割のひとつは，情報の適切な収集と発信であろう．もともと資料 を収集保存し，それらを調査研究してきた利点を活かし，博物館の専門職である学芸員が期待される．

国立大学付属の火山観測所・センターは 1973 年の測地学審議会建議を受けて既設の改編・整備（例え ば九州大学島原火山観測所など）や新設（有珠火山観測所など）が行われた（松本, 1984；藤井, 2016）

ものの，2004 年の独立行政法人化の後は後退を余儀なくされている．気象庁も火山観測施設・観測点 の見直しが進み，大学・気象庁とも火山を現場で診る手立の減少が問題化している．研究観測機関の 研究者・技術者と火山地帯に立地する博物館の学芸員との連携拡充は，現在の危機的状況を打開する

うえで有効な方策といえよう．

引用文献

藤井敏嗣（2016）わが国における火山噴火予知の現状と課題. 火山, 61, 211-223. 松本達郎（1984）九州大学地質学教室及び関係部門の初期の歴史. 地学雑誌, 93, 236-247. 日本博物館協会（2017）平成 25 年度博物館総合調査の結果から. 博物館研究, 52, 5-16.

大堀 哲（編）（1997）日本博物館総覧.東京堂出版, 387p. 矢島國雄（2016）博物館専門職員養成の諸問題. 博物館研究, 51, 6-9.

71 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-19 隠岐ジオパークで得られたボーリングコア試料における U-Oki テフラの検討

中西利典・堀川義之・奥野 充（福岡大）

Investigation of U-Oki tephra from the drilling cores in the Oki Islands Geopark

Toshimichi Nakanishi, Yoshiyuki Horikawa, Mitsuru Okuno (Fukuoka Univ.)

Keywords: U-Oki tephra, Oki Islands Geopark, drilling core, eruptive history

１．はじめに

約 11,000 年前以降に日本海西部の鬱陵島火山から噴出した鬱陵隠岐テフラ（U-Oki）は，隠岐諸島周 辺の海底および近畿から東海地域の湖底や沿岸平野において採取されたボーリングコア試料から検出

されて多数の研究（町田・新井，2003 など）がなされてきたが，これまで隠岐諸島での検出事例がな い．また，同テフラは複数回の噴火イベントによって断続的に供給されてきたので，それらの噴出史

の検討が不十分である（椎原ほか，2013 など）．今回の申請は U-Oki の噴出源に近い隠岐の沿岸平野も しくは沼沢でボーリングコア試料を採取して，その中からテフラを検出することを目的とした．

２．試料採取と分析方法

平成 27 年 10 月 13～17 日の連続に島根県隠岐郡隠岐の島町那久および油井地区（図１）においてハ

ンドオーガーおよびエンジン打撃式採土機（図２）を用いて合計 6 本のボーリングコア試料（OGP1-6） を採取した．隠岐の島町那久の掘削地点は道路からやや離れており足場が悪く，エンジン打撃式採土

機を持ちこむことが困難だったので，持ち運びが簡易なハンドオーガーを用いて深さ 1.0～1.5 m まで

の合計 3 本のボーリングコア試料（OGP1-3）を採取した．一方，油井の池では U-Oki の分布深度が深 そうなので，エンジン打撃式採土機を用いることができる地点において深さ 0.7～2.5 m までの合計 3 本のボーリングコア試料（OGP4-6）を採取した．いずれの調査地点でも，U-Oki を確実に採取するた めにもう少し深くまで掘削する予定であったが，硬質でそれら以深を掘削することができなかった． これらのコア試料を福岡大学に持ち帰り，下記の分析をおこなった．

コア試料を半裁して岩相を記載して，Terraplus 社製の KT-10 を用いて初磁化率を測定した．掘削地 点が隣接して岩相が同様な OGP1-3 コアは最も状態の良い OGP1 コア（36°14'07.5"N，133°14'05.6"E） を，OGP4-6 コアでは OGP5（36°14'05.8"N 133°11'41.6"E）を選定して詳しく検討した．OGP1 コアでは 軟Ｘ線写真を撮影して，テフラの有無を確認するために目開き 125 μm と 62.5 μm のメッシュクロスを

72 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

用いて篩分けをして極細粒砂を取り出した．それらを顕微鏡下で，火山ガラス，重鉱物，植物片，雲

母．軽鉱物，その他の岩片の種別で 200 粒子以上を計数して砂粒組成を検討した．

図１．島後南部の標高断彩図とボーリングコア（OGP1-6）の採取地点．

図２．ハンドオーガー（左）およびエンジン打撃式採土機（右）によるコア掘削の様子．

73 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

３．結果

全長1.50 m の OGP1 コアは灰褐～浅黄色の泥層からなり，深度 0.61-0.76 m に黒褐~黄灰色の有機質 泥層を挟在する．同コアの深度 0.14 m，0.82 m，1.18 m，1.30 m では初磁化率値が高くなる（図 3）． 軟Ｘ線写真では，深度 1.00～1.50 m にはブロック状の構造がみられ，深度 1.00 m 以浅にはそうした構 造は認められず，層状の堆積構造や流動したような構造が認められる（図 4）．一方，初磁化率値が高 い深度 0.82 m，0.89-90 m，0.90-92 m，110 m，130 m において，砂の含有率と極細粒砂の砂粒組成を検 討した．

図 3．OGP1 コアと OGP5 コアの柱状図と初磁化率．

図 4．OGP1 コアの軟Ｘ線写真．左上が地表面で左下が深度 0.25 m．右上が深度 1.25 m で左下が深度 1.50 m．

74 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

一方，全長 2.50 m の OGP5 コアは，地表面~深度 0.61 m が暗灰黄～オリーブ褐色の泥層，深度 0.61 m ～1.00 m が灰白~淡黄色の砂混じり泥層，深度 1.00～2.50 m の赤褐～灰褐色の礫質泥層と礫層の互層か らなる．深度 0.61 m 付近には灰白色の中粒～粗粒砂層を挟在する．同コアの深度 0.48 m，1.24 m，1.46 m，1.94 m，2.22 m，2.42 m では初磁化率値が高く，これらは礫層および砂層の層準にほぼ一致する． 同コアでは沖積層の厚さが 1 m 程度と薄く，テフラの存在を示すデータは得られなかった．土石流堆 積物と考えられる沖積層の基盤からは深度 1.17-18 m および 1.95-96 m からは植物片が，深度 2.05-2.11 m には有機質泥層がそれぞれ確認された．これらは油井の池が閉塞された時期を推定するには有効な試

料であると考えられる．

４．考察

OGP1 コア掘削地点は凹地の中心に位置しており，全体を通して細粒な泥で構成される．掘削時には 干上がっていたが，十年以上前には池であった（Takahara et al., 2001）ことから，U-Oki テフラの降下 を記録している可能性がある．今回確認された深度 0.61-0.76 m の有機質泥層は，Takahara et al.（2001） に示された深度 1.12-1.26 m の泥炭層に相当すると推定される．この泥炭層からは 10,620±60 BP の放射 性炭素年代値が得られているので，OGP1 コアの 0.76 m 以深の初磁化率値の高い層準において，粒度

組成と砂粒組成を検討した．その結果，深度 1.30 ｍにおいてそれより上位と比較して含砂率が二倍程 度になり，火山ガラスの含有率も二倍程度になることが確認された．しかし，その含有率は全体の 10％ 以下であり，ガラスの形態は U-Oki テフラの特徴とされる軽石状（町田・新井，2003）を呈さないも

のが多い．そのため，U-Oki の降下層準を更に詳しく検討する必要がある．

５．結論

約11,000 年前以降に鬱陵島火山から噴出した U-Oki を検出するために，隠岐の島町那久および油井 地区においてボーリング調査をおこなった．それらのコア試料を分析した結果，那久地区で得た OGP1 コア試料には U-Oki が含まれている可能性があるので，降下層準を更に詳しく検討する必要がある．

一方，油井地区で得られた試料には U-Oki は確認されなかったが，油井の池の閉塞時期を推定する上 では有効な試料が確認された．今後はこれらの試料で U-Oki の降下層準を絞り込むと共に，調査地点 を増やす予定である．また，それらにおいて U-Oki の降下層準の上下の地層に含まれる珪藻化石や植 物珪酸体化石などの群集組成の変化を調べることによって，同テフラが過去の隠岐の生態系に与えた

影響を定量的に評価したい．

謝辞 隠岐世界ジオパーク推進協議会の平田正礼研究員および岡田美耶研究員，地権者の方々にはボ ーリングコア掘削に関して便宜を図って頂きました．京都府立大学の高原 光教授および西日本技術 開発株式会社の河野樹一郎博士にはボーリングコア掘削地点の選定に関して助言をいただきました．

75 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

土木研究所の稲崎富士上席研究員にはエンジン打撃式採土機を借用させて頂きました．以上の方々に 厚く御礼を申し上げます．

引用文献

町田 洋・新井房夫（2003）新編 火山灰アトラス[日本列島とその周辺]．東大出版会，336p. 椎原美紀・堂満華子・鳥井真之・長橋良隆・奥野 充（2013）日本海とその周辺に分布する鬱陵島起 源の完新世テフラ．第四紀研究，52(2)，225-236． Takahara, H., Tanida, K., Miyoshi, N.（2001）The Full-glacial Refugium of Cryptomeria japonica in the Oki Islands, Western Japan. Jpn. J. Palynol., 47(1), 21-33.

76 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-20 北海道コア試料の花粉化石およびテフラ分析： 火山噴火の植生へのインパクトと回復プロセス

藤木利之 1, 2・和田恵治 3・佐藤鋭一 4・奥野 充 5

Pollen analysis and tephra analysis of sediment samples from Hokkaido, northern Japan: Impact on the vegetation by the volcanic eruption and their recovery process

Toshiyuki Fujiki 1, 2, Keiji Wada3, Eiichi Sato4 and Mtsuru Okuno5

1 Department of Applied Science, Faculty of Science, Okayama University of Science, 1-1 Ridai-cho, Kita-ku, Okayama 700-0005, Japan

2 Corresponding author. E-mail: [email protected] 3 Earth Science Laboratory, Asahikawa Campus, Hokkaido University of Education, 9 Kitamon-machi, Asahikawa 070-8621, Japan

4 Institute for Promotion of Higher Education, Kobe University, Tsurukabuto 1-2-1, Nada-ku, Kobe 657-8501, Japan 5 Department of Earth System Science, Faculty of Science, Also; AIG Collaborative Research Institute for

International Study on Eruptive History and Informatics, Fukuoka University, 8-19-1 Nanakuma, Jonan-ku, Fukuoka 814-0180 Japan

To estimate an impact on the vegetation by the volcanic eruption and their recovery process, we conducted field survey and collected peaty sediments from Susoaidaira, central Hokkaido, north Japan. We fined five tephra layers, and identified four tephra layers, B-Tm (AD 946-947), Ma-b (<10C), Ko-c2 (AD 1694), Ko-c2 (AD

1694) and Ta-a (AD 1739) in ascending order in the core with EPMA analysis. In the peaty sediments below 35cm, Pinus, Poaceae and ferns were dominated. But above 35 cm, Abies, Picea and deciduous broad-leaved elements, Betula and Quercus subgen. Lepidobalanus, were dominanted. These plants do not grow around Susoaidaira, distribut below 1700 m. It is considered that these pollen grains were transported from other vegetation areas by updraft and downdraft specific for mountain district. The increase and decrease of herbaceous pollen grains and fern spores may indicate vegetation transition process in alpine area of Daisetsuzan Mountains.

Keywords: pollen analysis, tephra, peaty sediments.

77 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1． はじめに 北海道には完新世に噴火した火山が数多くあり，テフラの堆積などによって植生にダメージを与え

たと考えられる．我々の研究グループは，2014 年に道東の茨散沼と大雪・旭岳周辺で泥炭試料を採取 し，挟在するテフラ分析と花粉分析を行った．今回は裾合平の分析結果を報告する．

2． 試料採取地点の概況

裾合平は北海道中部の旭岳（2291 m）や間宮岳（2185 m），中岳（2113 m），当麻岳（2076 m）に囲

まれた標高約 1600 m の平原で，小低木のハイマツ（Pinus pumila）群落がモザイク状に分布し，その

間にチングルマ（Geum pentapetalum），ハクサンイチゲ（Anemone narcissiflora）をはじめ，キバナシャ

クナゲ（Rhododendron aureum），アオノツガザクラ（Phyllodoce aleutica）などの雪田群落がみられる（伊

藤, 1987）．

Fig. 1. Map showing location of Susoaidaira.

3． 分析試料とテフラ

2014 年 9 月 20 日に裾合平（北緯 43°40'50.54"，東経 142°50'29.03"，標高 1683.6m）において，ハン

ドオーガーで 50 cm の堆積コアを得た（Fig. 1）．コアは 0～40 cm が泥炭堆積物で，40～50 cm が岩石

を含む火山灰質土壌であり，5 枚のテフラ層（第 1 層：9 cm，第 2 層：10.5 cm，第 3 層：22 cm，第 4

層：23 cm，第 5 層：34 cm）を確認できた（Fig. 2）．これらのテフラの同定は波長分散型電子プローブ

マイクロアナライザー（EPMA）による火山ガラスの主成分化学組成から推定した．その結果，第 1

層は Ta-a（AD 1739），第 2 層は Ko-c2（AD 1694），第 3 層は Ma-b（＜10 世紀），第 4 層は B-Tm（AD

946-947）とそれぞれ対比された．第 5 層のテフラは今のところ不明である．

78 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

4． 分析方法

今回は，1～2 cm 間隔，もしくは各テフラの直下・直下で分析試料をサブサンプリングし花粉分析を

行った．試料に水酸化カリウム処理，塩酸処理，塩化亜鉛比重分離処理，アセトリシス処理を施し，

堆積物から化石花粉を抽出した．残渣はエタノールシリーズ（30，60，80，99.5％）で脱水後，キシレ

ンに置換し，オイキットで永久プレパラート化した（Fujiki et al., 2013）．

5． 分析結果と考察

花粉分析では，約 35 cm までマツ属，イネ科の花粉，および単条溝型シダ胞子が優占する．これら

の花粉はその後急減し，コナラ属コナラ亜属（Quercus subgen. Lepidobalanus）などの落葉広葉樹のほ

か，モミ属（Abies），トウヒ属（Picea）など花粉が増加し優占する．また，35 cm 付近でカヤツリグサ

科（Cyperaceae）が，30 cm 付近でセリ科（Apiaceae）が増加し，その後減少している（Fig. 2）．大雪

山には約 1700 m 付近に森林限界があり（高橋, 1988），その下部はダケカンバ（Betula ermanii）林，ア

カエゾマツ（Picea glehnii）やエゾマツ（P. jezoensis）などの針葉樹林，ミズナラ（Q. crispula）などの

落葉広陽樹林が成立している（伊藤・佐藤, 1981）．35 cm 以浅で優占する多くの木本花粉の植物は，裾

合平より低標高域に生育していることになる．このように，高山域で周辺植生とは異なる花粉組成を

示す現象は他の地域でもみられ（守田, 1984a, 1985），山地特有の上昇気流や下降気流によって容易に

他の植生域から運搬されたものと考えられる（守田, 1984b）．また，草本類やシダ植物の増加で，単

条溝型シダ胞子→カヤツリグサ科→セリ科への変化は，大雪山の遷移過程を示しているかもしれない．

その後，現在のような雪田植生へと遷移していったのであろう．

Fig. 2. Pollen diagram for cored sediments from Susoaidaira.

79 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

6． テフラ降下による植生への影響

今回の分析では，テフラ降下による植生への影響がみられなかった．厚さが 1 cm 程度のテフラでは，

周辺の植生への影響はほぼない可能性がある．また，積雪により植物群落が保護された可能性もある

（Harris et al., 1987）．

引用文献

Fujiki, T., Okuno, M., Nakamura, T. Nagaoka, S., Mori, Y., Ueda, K., Konomatsu, M. and Aizawa, J. (2013) AMS radiocarbon dating and pollen analysis of core Ks0412-3 from Kashibaru Marsh in northern Kyushu,

southwest Japan. Radiocarbon, 55, 1694-1701. Harris, E., Mack, R.N., Ku, M.S.B. (1987) Death of steppe cryptogams under the ash from Mount St. Helens.

American Journal of Botany, 74, 1249-1253. 伊藤浩司，佐藤 謙（1981）大雪山系現存植生図および概説．北海道．

伊藤浩司（1987）北海道の植生．北海道大学図書刊行会． 守田益宗（1984a）東北地方における亜高山帯の植生史について．I．吾妻山．日本生態学会誌，34, 347-356． 守田益宗（1984b）東北地方の亜高山帯における表層花粉と植生の関係について．第四紀研究，23,

197−208． 守田益宗（1985）東北地方における亜高山帯の植生史について．II．八幡平．日本生態学会誌，35，411-420． 高橋伸幸（1998）大雪山北部東斜面の森林限界高度における気温状況．地理学評論，71A-8，588-599．

80 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-22 北海道東部のテフラ：特に摩周火山の形成史の検討

和田恵治

Review study about tephra deposits in eastern Hokkaido with special reference of volcanic history of Mashu volcano

Keiji Wada

Earth Science Laboratory, Hokkaido University of Education at Asahikawa, Asahikawa 060-8621 Japan

北海道はカルデラ火山が多く，その大半がカルデラ内に湖沼を形成している．北海道の火山分布を見ると，

カルデラ火山を中心として火山が密集する３つの地域が認められる．すなわち洞爺・支笏カルデラがある北海 道南西部，大雪山・十勝岳の成層火山や伏在するカルデラを含む北海道中央部，阿寒・屈斜路・摩周カルデ ラが存在する北海道東部の火山密集地帯である．阿寒・屈斜路・摩周の火山地域は，阿寒国立公園の範囲に

相当し，北海道東部の広大な台地とカルデラ湖が特色である（勝井，1994）． 北海道東部では，北海道駒ケ岳（Ko-c1, Ko-c2, Ko-g），有珠（Us-b），樽前山（Ta-a, Ta-b, Ta-c，Ta-d），白 頭山（B-Tm）起源の代表的な広域テフラが認識されている（徳井，1989；古川・七山，2006 など）．過去１万年 間では屈斜路カルデラの東壁上に形成された摩周火山のテフラも北海道東部一帯に認められ（勝井ほか，

1986），特に約 1000 年前の噴火によるテフラ（Ma-b）は北海道中央部にも降下堆積した（和田ほか，2001）． 摩周火山は約 7500 年前に生成した直径 6 x 7 km のカルデラをもつ（勝井，1955）．これまでの地質調査の

成果に基づくと，摩周火山はプリニー式噴火のような大規模噴火を周期的に行っているが，その間隔は 1000 〜2000 年の休止期を経て繰り返されていることが考えられる．摩周火山の最新の噴火は約 1000 年前に起こっ た後カルデラ火山・カムイヌプリのプリニー式噴火である．この噴火後，摩周火山では噴火がなく，現況は噴気

活動もなく静穏な状態が続いている． 摩周火山は，長谷川ほか（2009）によると，35,000 年前から 12,000 年前に大規模なプリニー式噴火を含め て火砕噴火を 40 回以上頻発した．岸本ほか（2009）と長谷川ほか（2009）によって摩周火山のテフラ層序が明 らかにされたことで，規模の大きな爆発的噴火を高頻度で行ってきた特徴をもつ火山であることが再認識され

た．その平均噴出率は 2.6 km3/1000 年であり，北海道の雌阿寒岳や樽前山・十勝岳の平均噴出率に較べて 1 〜2 桁多い． 以上のように摩周火山はカルデラ形成期の噴出物層序が解明できることや高頻度で爆発的噴火を繰り返 すことで火山学上興味深い火山である．これらの興味とともに岩石学的な研究アプローチを含めた今後の研

究課題を以下に示す．

81 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

（１） 摩周カルデラ形成後にカムイシュ島などいくつか溶岩が噴出している．これらの溶岩と Ma-b から Ma-e ま でのテフラとの層序関係がまだ明らかになっていない． （２） 摩周カルデラは楕円状の形をしているが，これは複数の火口から連続的に噴火して火口が広がった可能 性を示していないか？ カルデラ形成期の一連の噴火が，成層した一つのマグマ溜りからによるものか，

複数のマグマ溜りからだったのか，時間軸の入ったマグマ供給系を明らかにしたい． （３） 35,000 年前から 12,000 年前の時期に堆積した多数の遠方テフラの組成から，それらが摩周火山起源であ ることが推定されたが，現在の摩周火山の姿からは成層火山形成期前の摩周火山の姿が想像できない．

（４） 摩周火山のマグマは low-K が特徴である．年代は異なるが著しく K2O に乏しい東北日本の稲庭岳の low-K レベルに匹敵する．摩周火山のマグマの起源に迫りたい．

謝辞 本研究には東京大学地震研究所共同利用災害軽減公募研究費「高頻度爆発的噴火履歴の摩周火

山におけるマグマ供給系と噴火過程」を使用した．また日本学術振興会の科研費・基盤研究（C）「火 山噴火の植生へのインパクトと回復プロセスの高分解能な復元」（代表者：藤木利之，課題番号：

26350411）を使用した．記して謝意を表します．

引用文献

古川竜太・七山太（2006） 北海道東部太平洋沿岸域における完新世の降下火砕堆積物. 火山，51， 351-371.

勝井義雄（1994） 阿寒の地形・地質. 阿寒国立公園の自然 1993（勝井義雄・鮫島惇一郎・阿部永・久万田敏 夫・須田照生・片岡秀郎編）， pp263-314. 前田一歩園財団. 勝井義雄（1955） 摩周火山の地質と岩石. 地質学雑誌，61，481-495.

勝井義雄・横山 泉・岡田弘・西田泰典・松本佳久・川上則明（1986）アトサヌプリ 摩周（カムイプリ）—火山地 質・噴火史・活動の現況および防災対策. 北海道における火山に関する研究報告書第 10 編，105pp. 北海道防災会議.

岸本博志・長谷川健・中川光弘・和田恵治（2009） 最近１万４千年間の摩周火山のテフラ層序と噴火様式．火 山，54，15-36. 長谷川 健・岸本博志・中川光弘・伊藤順一・山元孝広（2009） 北海道東部，根釧原野および斜里平野におけ る約３万５千〜１万２千年前のテフラ層序と後屈斜路カルデラ火山の噴火史．地質学雑誌，115 ， 369-390． 徳井由美（1989） 北海道における 17 世紀以降の火山噴火とその人文環境への影響. お茶の水地理，3， 27-33. 和田恵治・中村瑞恵・奥野 充（2001） 旭岳の表層にみられる広域火山灰の化学組成とその給源火山の特定． 北海道教育大学大雪山自然教育研究施設研究報告，35，9–18．

82 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1-22 北海道東部，雌阿寒岳，阿寒富士の噴火活動

佐藤鋭一 1, 2・和田恵治 3

Eruption history of Akanfuji in the Me-akan volcano, eastern Hokkaido, Japan

Eiichi Sato 1, 2 and Keiji Wada3

1 Institute for Promotion of Higher Education, Kobe University, Tsurukabuto 1-2-1, Nada-ku, Kobe 657-8501, Japan 2 Corresponding author. E-mail: [email protected] 3 Earth Science Laboratory, Hokkaido University of Education at Asahikawa, Hokumon-cho 9, Asahikawa

070-8621, Japan

Akanfuji, situated in the Me-akan volcano of Eastern Hokkaido, started its eruption ca. 2.1 ka, and its activity continued for 1,100 years. During this period, 17 eruption deposits (Akf-1-Akf-17) can be discerned. The mode of the eruptions of this volcano was mainly of the scoriaceous sub-plinian type. Lava flows are often associated with the scoria eruption. The eruption history of Akanfuji is divided into five stages. In the first stage (Akf-1), scoria fall with many lithic fragments was deposited from northeast to east of the volcano. In the second stage (Akf-2-Akf-3), two larger eruptions occurred and coarse scoria falls were deposited to the northeast. In the third stage (Akf-4-Akf-13), some eruptions occurred and the scoria falls were dispersed in a northeast to southeast direction. This stage is characterized by the finding of orthopyroxene in the deposits. In the forth stage (Akf-14-Akf-16), three larger eruptions occurred and voluminous scoriae were deposited from southeast to south. In the final stage (Akf-17), fine scoria fall was deposited from northeast to southeast.

Keywords: Akanfuji, Me-akan volcano, eruption sequence, scoria fall, lava

1. Introduction The Me-akan volcano (1499 mm) is located in the Akan volcanic field, eastern Hokkaido, and ~250 km inland from the Kuril trench (Fig. 1). The Me-akan volcano has grown on the western edge of the Akan caldera as one of four post-caldera volcanoes (Furebetsu, Fuppushi, O-akan, and Me-akan) (Katsui, 1958). Volcanic activity of the Me-akan volcano began at least a few tens thousand years ago, and eight volcanic bodies with different peaks have been formed (Wada, 1991) (Fig. 2).

83 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 1. Location map of Me-akan volcano.

The Akanfuji (1476 m), the newest volcanic body in the Me-akan volcano, comprises scoria falls and lava flows. Ikegami and Wada (1994) discussed volcanic activity of the Akanfuji using method of tephrochronology. However, detail of geology has not yet been sufficiently studied. In this study, we described the scoria fall layers deposited in some locations, interpreting the complex depositional sequence. As a result, we can reconstruct the volcanic history of Akanfuji.

Fig. 2. Geological map of Me-akan volcano. This map modified after Wada (1991).

2. General geology Wada (1989, 1991) divided the volcanic activity of the Me-akan volcano into three stages (stages I to III) (Fig. 2). In Stage I, four older composite volcanoes (1042m-peak, Minamidake, Higashidake, and Nakamachineshiri) were formed, and they can be observed at the northern to eastern part of the Me-akan volcano.

84 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

In the stage II, the most intensive eruptions with plinian falls and pyroclastic flows occurred. These eruptions formed the Nakamachineshiri somma (1 km in diameter). In the stage III, three andesitic volcanoes of Nakamachineshiri dome, Kitayama and Ponmachineshiri, and two basaltic volcanoes of Nishiyama and Akanfuji were formed. Volcanic activity of the Akanfuji began at about 2.1 ka. The eruption products are composed of scoria fall deposits and lava flows. Ikegami and Wada (1994) found 17 layers of the scoria fall deposits.

3. Stratigraphy The stratigraphic sequence of the eruption products of the Akanfuji comprises several scoria fall deposits, which are distributed from northeast to south from present summit. The scoria fall deposits were found at 16 locations, up to a distance of 5 km from the summit (Fig. 3). In each location, some layers of scoria falls interbedded with a few millimeters to tens of centimeters soils are deposited on the loam layer. We show the features of the scoria fall layers for four directions (Northeast, East, Southeast and South) (Figs. 3 and 4).

Fig. 3. Locality map of studied areas.

3-1 Northeast (Loc. 1~5) In the Loc. 4 and 5, scoria fall layers with many lithic fragments are deposited directly on the loam layer. In the Loc. 1 and 2, coarse scoria fall layers are deposited in lower layers and the lithic fragments rich layers are not observed. In the Northeast direction, orthpyroxene rich scoria fall layers are recognized in the central part of the stratigraphic columns except for Loc. 3. In each location, fine scoria fall layers are deposited on the top of stratigraphic columns.

3-2 East (Loc. 6~9) Most scoria fall layers are deposited than other directions. The lithic fragments rich layers are deposited in

85 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

the bottom of the stratigraphic columns except for Loc. 6. The orthpyroxene rich scoria fall layers are observed. The fine scoria fall layers are deposited on the top of the column as well as the Northeast direction.

3-3 Southeast (Loc. 10~13) The relatively thick and coarse scoria fall layers are recognized. In the top of the columns, the fine scoria fall layers are observed as well as the Northeast and East directions. The lithic fragment rich layers are not observed in this direction.

3-4 South (Loc. 14~16) Two thick and coarse scoria fall layers are observed. The lithic fragments rich and the fine scoria fall layers are not observed in this direction.

Fig. 4. Columnar sections of scoria fall deposits of the Akanfuji. Locality number for each columnar section is coincided with numbers in Fig. 3.

86 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

4. Volcanic history of Akanfuji Fig. 5 shows schematic columnar section of scoria fall deposits of the Akanfuji. We divided the scoria fall deposits into 17 layers (Akf-1 to 17) on the basis of grain sizes and phenocryst assemblages and classified these layers into 5 volcanic stages (stages I to V). The Akf-1 (stage I) is the first fall deposit of Akanfuji and dispersed toward Northeast to East. This layer deposits on directly loam layer and has characteristically abundant lithic fragments. We suggested that the volcanic conduit and vent were expanded during this eruption because the deposit of Akf-1 is included many lithic fragments. This eruption may be phreatomagmatic. In the stage II, relatively large-scale eruptions occurred and the coarse scoria falls deposited toward Northeast (Akf-2 and 3). In the stage III, a number of small to middle-scale eruptions occurred and scoria fall layers deposited toward Northeast to Southeast (Akf-4 to 13). This stage is characterized by finding orthopyroxene in the deposits (Akf-13). In the stage IV, two large-scale eruptions (Akf-14 and 16) and a small-scale eruption (Akf-15) occurred. Scoria falls erupted by these eruptions deposited toward southeast to south directions. In the stage V, small-scale eruption occurred and the fine scoria fall deposited northeast to southeast directions (Akf-17).

Fig. 5. Schematic columnar section of scoria fall deposits of the Akanfuji.

87 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Acknowledgments This study was partly supported by the ERI.

References

Ikegami, H. and Wada, K. (1994) Eruption history of Akanfuji at Me-akan volcano, eastern Hokkaido. Volcanol. Soc. Japan 1994 Fall Meeting Abstracts (in Japanese). Katsui, Y. (1958) Geology of the Akan-Kutcharo volcanoes in Hokkaido. Earth Science (Chikyu Kagaku), J.

Assoc. Geol. Collab. Japan, 39, 19–29 (in Japanese). Wada, K. (1989) Mixing mechanism of heterogeneous magmas at the somma-building stage of Meakan volcano,

eastern Hokkaido, Japan. Bull. Volcanol. Soc. Japan, 34, 89–104 (in Japanese with English Abstract). Wada, K. (1991) Mixing and evolution of magmas at Me-Akan volcano, eastern Hokkaido, Japan. Bull. Volcanol. Soc. Japan, 36, 61–78 (in Japanese with English Abstract).

88 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

2-01 熊本地震前の走時データを用いた中九州の地震波トモグラフィー

稲倉 寛仁1・趙 大鵬2・西園 幸久1

Seismic tomography of Central Kyushu using travel-time data before the 2016 Kumamoto earthquake

Hirohito Inakura1, Dapeng Zhao2, Yukihisa Nishizono1

1 West Japan Engineering Consultants, Inc., Fukuoka 810-0004, Japan. 2 Department of Geophysics, Tohoku University, Sendai 980-8578, Japan.

地震波トモグラフィーは地下深部構造を見る強力なツールとして幅広く利用されている．火山深部

はほとんどの場合，マグマの存在を反映して低速度領域となっている．一方，大地震の震源域の下部 も低速度領域となっている場合が多く，深部流体の存在が地震発生に深く関与していると考えられて

いる（Zhao et al., 1996, 2010）．2016 年熊本地震も内陸で発生した大地震であり，地震発生域の深部構 造を把握することは，同地震の発生メカニズムを検討する上で不可欠である．熊本地震以降，地震発 生域周辺において大学地震合同観測による臨時観測点が多数設置されており今後の解析が期待される が，本発表では熊本地震発生前に解析を行っていた地震波トモグラフィーの結果を利用して，地震発

生域周辺の速度構造の予察的な検討を行った． 検討した地震波トモグラフィーは，九州全域において 2000 年 6 月から 2010 年 9 月までに発生した 12,973 個の地震に対して，164 点の Hi-net 地震観測点で記録された走時データを使用して得られたもの

である．計算グリッドの水平間隔は 0.1°（約 10 km），鉛直間隔は 5〜20 km であり，チェッカーボー ドテストでも概ね良好な再現性が得られている．解析は Zhao et al. (1992)と Zhao et al. (1994)に従い， 通常の P 波，S 波の三次元地震波トモグラフィーやポアソン比を計算した以外に，Wang & Zhao (2008)

に従い p 波速度の異方性を考慮した三次元トモグラフィーの計算も行った．本発表では，熊本地震と の関係を念頭に，特に中九州にクローズアップした地震波トモグラフィーの結果を示す． 解析結果を見ると，深さ 10 km の断面で布田川・日奈久断層帯を挟んでの P 波速度構造の違いや， 深さ 5 km の断面帯で同断層に沿ってポアソン比の高い領域等が認められるが，深さ 30 km の断面では 同断層帯付近において深部からの流体の付加を示唆するような低速度領域は認められなかった(Fig. 1)． ただし，断層付近の地下の不均質性を見るには今回の解析では利用する地震の数も少なく，十分な解 像度が得られたなかったことも考えられる．このため，地殻深部の低速度領域を明瞭には検出できず，

熊本地震の発生に関与する流体の存在も反映できてない可能性もある． 地震波トモグラフィーでは，原理的には震源と観測点を結ぶ波線の交わりが多いほど解像度の高い

89 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

解析結果が得られる．したがって解像度を上げるには，地震観測点の数を増やす，扱う地震の数を増 やす，なるべく多くの観測点で記録が得られる地震を使うことなどが求められる．中九州は比較的地 震活動が活発な地域ではあるが，多くの観測点で記録が得られるような比較的規模の大きな地震はこ れまでそれほど多く発生していない．今回の熊本地震によって地震波トモグラフィーに有利な地震の 数が格段に増加している．また前述のとおり熊本地震以降に臨時観測点も増設されている．このよう な背景から熊本地震発生域を含む中九州では，高解像度の地震波トモグラフィーが得られる条件が揃 っている．今後の解析により今回の熊本地震のことばかりでなく，付近に分布する阿蘇，久住，由布・

鶴見等の活火山の深部構造も合わせて解明が進むことが期待される．

Fig. 1. Map views of P-wave tomography (a), Poisson’s ratio (b) and S-wave tomography (c). Red and green solid lines show the active faults. Solid triangles denote the active volcanoes.

References Wang, J., D. Zhao (2008) P-wave anisotropic tomography beneath Northeas Japan. Phys. Earth Planet. Inter.,

170, 115-133. Zhao, D., A. Hasegawa, S. Horiuchi (1992) Tomographic imaging of P and S wave velocity structure beneath

northeastern Japan. J. Geophys. Res., 97, 19909–19928. Zhao, D., A. Hasegawa, H. Kanamori (1994) Deep structure of Japan subduction zone as derived from local

regional and teleseismic events. J. Geophys. Res., 99, 22313-22329. Zhao, D., H. Kanamori, H. Negishi, D. Wiens (1996) Tomography of the source area of the 1995 Kobe earthquake:

evidence for fluids at the hypocenter? Science, 274, 1891–1894. Zhao, D., M. Santosh, A. Yamada (2010) Dissecting large earthquakes in Japan: role of arc magma and fluids.

Island Arc, 19, 4–16.

90 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

2-02 2016 年熊本震源域の地震波速度と減衰トモグラフィー

趙 大鵬

Seismic velocity and attenuation tomography of the 2016 Kumamoto earthquake area

Dapeng Zhao

Department of Geophysics, Tohoku University, Sendai 980-8578, Japan. E-mail: [email protected]

We study the three-dimensional seismic velocity (Vp, Vs) and attenuation (Qp and Qs) structures in the source כ area of the 2016 Kumamoto earthquake (M 7.3) using a large number of P and S wave arrival times and ݐ௉ and כ ݐௌ data measured from digital seismograms of local shallow and intermediate-depth earthquakes recorded by the Hi-net stations in Kyushu Island. Our results show that significant low-velocity (low-V) and low-Q (high attenuation) anomalies exist in the crust and mantle wedge beneath the volcanic front and back-arc area, which reflect hot and wet anomalies caused by convective circulation in the mantle wedge and fluids from dehydration reactions of the subducting Philippine Sea (PHS) slab. The PHS slab is imaged clearly as a high-velocity (high-V) and high-Q (low attenuation) dipping zone in the upper mantle. The 2016 Kumamoto earthquake occurred in a high-V and high-Q zone in the upper crust, which is surrounded and underlain by low-V and low-Q anomalies in the lower crust and upper mantle. These results suggest that the 2016 Kumamoto earthquake took place in a brittle seismogenic layer in the upper crust, but its rupture nucleation was affected by fluids and arc magma ascending from the mantle wedge. In addition, a prominent low-V and low-Q zone is revealed in the forearc mantle wedge beneath Kyushu, which reflects serpentinization of the forearc mantle due to abundant fluids from the PHS slab dehydration. The present result and many previous tomographic studies suggest that arc magma and fluids play an important role in the the generation and nucleation processes of large crustal earthquakes in the Japan Islands (Zhao et al., 2010; Zhao and Liu, 2016).

References Zhao, D., X. Liu (2016) Crack mystery of the damaging Kumamoto earthquakes. Science Bulletin 61, 868-870. Zhao, D., M. Santosh, A. Yamada (2010) Dissecting large earthquakes in Japan: Role of arc magma and fluids. Island Arc 19, 4-16.

91 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

2-03 不均質岩石レオロジーを考慮した大地震後の粘弾性緩和過程 のモデル化－火山地帯周辺での変形－

芝崎文一郎 1, 2・松本拓巳 3・三浦 哲 4・武藤 潤 4・飯沼 卓 5

Modeling postseismic deformation after large earthquakes considering heterogeneous reological structure: deformation in the volcanic region

Bunichiro Shibazaki1, 2, Takumi Matsumoto3, Satoshi Miura4, Jun Muto4, Takeshi Iinuma5

1Building Research Institute, Tsukuba, Japan, 2 Corresponding author. E-mail: [email protected] ３National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, Tsukuba, Japan ４Tohoku University, Sendai, Japan 5Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, Yokohama, Japan 大地震が火山噴火を誘発する事例は幾つか知られており，地震と火山噴火との関係を調べることは 大変重要な課題である．沈み込み帯における巨大地震では，地震時に火山フロント深部に膨張歪を生

じさせる．さらに粘弾性緩和過程により膨張歪は増大し，固着の効果が強くなると収縮に転じると考

えられる．例えば，Hill et al. (2002) は，カスケード火山において巨大地震後の膨張歪と噴火頻度の関 係を議論している．本研究では，大地震後において火山地帯の深部でどのような粘性変形が起こるの

かを有限要素法シミュレーションにより調べる． 2011年東北沖地震により，島弧地殻・最上部マントルにおいて粘弾性変形が進行している．東北日 本弧では，地温勾配，地震波速度構造，地震活動の詳細が明らかにされており，火山地帯周辺域の現

実的なレオロジー構造モデル構築とそれに基づくシミュレーションが可能である．本研究では，地温 勾配のデータを用いて温度構造を推定し，粘性係数を推定する．次に推定された粘性構造を用いて粘

弾性緩和過程の計算を行い，火山フロントにおける変形過程のモデル化を実施する．また，2016年熊 本地震後の粘弾性緩和過程の計算も行い，火山周辺域の応答を調べる． 粘性係数は，転位クリープの流動則を用いた下記の式に基づき評価する．

ここで， は定常歪速度， A は定数， n はべき指数， fw は水のフガシティー， r はフガシティー に対するべき指数，Q は活性化エネルギー， p は圧力，V は活性化体積， R はガス定数， T は絶 対温度である．p は単純のため岩圧と仮定する．防災科研のHi-netの観測井で観測された地温勾配デー

タ (Matsumoto et al., 2007) や産総研でコンパイルされた地温勾配データ (Tanaka et al., 2004) を用いて

92 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

温度構造の推定を行う．観測された地温勾配 gobs を用いて，温度は深さと共に温度勾配gobs で線形 に増大すると仮定し，温度構造を推定する．東北日本弧における粘性係数を推定したところ，例えば，

30 kmの深さで，ホットフィンガー (Tamura et al., 2002) に対応した領域で粘性係数が小さくなってい ることが示された（図１左）．

東北地方火山フロント周辺では，東北沖地震後の余効変動において面積歪が減少している（Miura et al., 2014) ．このような歪異常を，不均質な粘性構造を考慮した有限要素法によるモデル化により再現 を試みた．東北沖地震によるすべり分布は初期の余効すべりも考慮して広域に与える．陸域での粘性 変形は，ホットフィンガーに対応している領域の深部で著しく生じる（図１右）．1年後から2年後にお ける面積歪の計算を行った．その結果，火山フロント周辺において面積歪の減少が再現できた．東北 日本における火山フロント周辺では，地表付近では面積歪の減少域が現れるが，深部では伸張歪が生 じていると考えられる． 同様に九州地方に対しても地殻深部の粘性係数を推定したところ，九重山等の火山地帯で粘性係数

が小さくなっている様子が再現できる．熊本地震後の粘弾性和過程をモデル化すると，阿蘇山付近で 破壊が停止したために，阿蘇山深部において粘性歪みが大きくなっている様子が再現できる．

図 1. (左) 深さ 30 km での粘性係数の分布 ． (右) 計算された深さ 30 ㎞での 2 年間における粘性歪 （東西方向）の分布．

Reference

Hill, D. P., Pollitz, F., and Newhall, C. (2002) Earthquake-volcano interactions, Physics Today, 55, 41-47. Matsumoto, T. (2007) Terrestrial heat flow distribution in Japan area based on the temperature logging in the borehole of NIED Hi-net, Am. Geophys. Union, Fall Meeting 2007, abstract #T23A-1217. Tamura, Y., Y. Tatsu mi, D. Zhao, Y. Kido, and H. Shukuno (2002) Hot fingers in the mantle wedge: New

insights into magma genesis in subduction zones, Earth Planet. Sci. Lett., 197, 105–116. Tanaka, A., M. Yamano, Y. Yan o, and M. Sasada (2004) Geothermal gradient and heat flow data in and around Japan, Digital Geoscience Map DGM P5, Geological Survey of Japan.

93 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

2-04 マグマ貫入による粘弾性地殻変動：屈斜路カルデラでの事例

山崎 雅 1・小林知勝 2

Viscoelastic crustal deformation by magmatic intrusion: A case study in the Kutcharo caldera, eastern Hokkaido, Japan

Tadashi Yamasaki1, Tomokazu Kobayashi2

1Geological Survey of Japan, AIST 2Geospatial Information Authority of Japan

測地技術の発達により，数多くの火山帯においても地殻変動が観測されている．そのような火山性 地殻変動からマグマ活動を捉えるためには，あらかじめ理論モデル等（例えば数値実験モデル）を使 って，地下のマグマ活動が地表面変動にどう反映されるのかを良く知っておく必要がある．理論モデ

ルとの比較を通してのみ，地殻変動観測に火山学的な意味付けをできるからであり，マグマ活動の制

約が，予測量と観測量とのマッチングによってのみ可能になるからである．本研究においては，3 次元 有限要素モデル（e.g., Yamasaki and Houseman, 2015）を用いて，マグマ活動 (シル状マグマ溜まりの膨

張) に対する地殻・マントルの線型マックスウェル粘弾性応答を調べた． 数値実験モデルは，厚さ H 弾性層の下に粘弾性層が地殻の 2.5 倍の深さまであるという力学的二層

構造モデルで，下層の粘弾性は地殻とマントルに分かれており，それぞれ時空間的に一様な粘性率 hc， hm を持つ．力学的境界条件は，モデル上面は全ての方向のトラクションを 0，その他の境界面はスラ イディング境界条件とし，法線変位を 0，せん断トラクションを 0 とする．このようなモデルの領域内 において，回転楕円体の形状(赤道面の深さを D，赤道半径を W，そしてマグマ溜まりの中心での厚さ

を d0)を仮定したマグマ溜まり（シル）を膨張させ，それに伴う地表面変動の時間変化を記述する．マ グマ溜まりの初期体積はゼロとし，体積増加は瞬間的に起こす場合と，ゆっくりと時間 Dt をかけて起 こす場合の 2 通りの場合を考えた．そして，いずれの場合においても規定の体積にいたった後はその 体積を維持し続けることにする．また，簡単化のため，重力の効果は無視し，単純にマグマ溜まりの

膨張のみに対する粘弾性応答を観察した． 本研究でおこなった数値実験により，火山性地殻変動の振る舞いを第一近似的には次のように特徴 づけられた；マグマ溜まりの膨張とともに地表面は隆起するが，マグマの供給が停まると地表面は沈 降に転じる．マグマ溜まりの膨張による地表面隆起はこれまでの弾性体モデルでも予測されていたが， マグマ溜まりの膨張時においても粘弾性緩和が進行するので，粘弾性体モデルにより予測される隆起

94 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

量は弾性体モデルによる予測量よりも常に小さくなる．例えば姶良カルデラでは大正噴火以降地表面 の隆起が観測されており，その隆起量からマグマの蓄積量が推定されているが，弾性体モデルによる 推定はマグマ蓄積量を過少評価している可能性がある．一方，マグマの供給が停まるなどしてマグマ 溜まりの体積増加が停まると，地表面は沈降に転じるが，その沈降速度は主にマグマ溜まりの赤道面

の深さ，そして弾性層が薄い場合 (弾性層の厚さが地殻の厚さの 10%程度に薄い場合)，さらにはマグ マ溜まりが地殻の緩和時間より有意に長い時間をかけて膨張した場合には，マグマ溜まりの赤道半径

にも依存してくることが分かった． 本研究ではまたポスト・インフレーション（マグマ溜まりの膨張後）の沈降速度が主にマグマ溜ま りの赤道面の深さや半径に依存するという特徴を使って，北海道の屈斜路カルデラで観測された地殻

変動（Geographical Survey Institute, 2006）から，マグマ溜まりの深さと体積変化を見積もった．隆起の 中心での変位の時間変化，そして隆起の波長の両方を同時に説明できるモデルは次のようなパラメー

タを持つものであった；地殻の粘性率が 1018 Pa s，弾性層の厚さが 5 km，マグマ溜まり(シル)の深さが 5 km，赤道半径が 1 km，そして体積増加が 0.0379 km3．このように求められたマグマ溜まり(シル)の 深さは，地球物理観測（低比抵抗値分布）（Honda et al., 2011）からイメージされたマグマ溜まりの上 方に位置しており，このことは，測地観測で捉えられた地殻変動が大規模なマグマ溜まりの膨張を反

映しているのではなく，そこから上方へ移動しシル状に貫入した小規模なマグマ溜まりを反映してい

るのかもしれないことを示唆している．また，ポスト・インフレーションの沈降速度は 1018 Pa s の粘 性率に規定されるようなものであるが，一般的に観測される地震性地殻変動速度（e.g., Bürgmann and

Dresen, 2008; Yamasaki and Houseman, 2012）よりも有意に大きい．このことは，火山帯の地温勾配が高 いため，地殻の粘性率も相対的に低くなっていることを反映しているのかもしれない．

引用文献

Bürgmann, R., Dresen, G., 2008. Rheology of the lower crust and upper mantle: Evidence from rock mechanics,

geodesy and field observations. Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 36, 531-567. Geographical Survey Institute, 2006. Report of the Coordinating Committee for Earthquake Prediction, Japan,

75, 59-61 (in Japanese). Honda, R., Yamaya, Y., Ichihara, H., Hase, H., Mogi, T., Yamashita, H., Ohyama, T., Uyeshima, M., Nakagawa, M., 2011. Magnetotelluric investigation around the Kutcharo caldera region. Geophys. Bull. Hokkaido Univ., Sapporo, Japan, No. 74, March, 45-55 (in Japanese with English abstract). Yamasaki, T., Houseman, G.A., 2012. The crustal viscosity gradient measured from post-seismic deformation: a

case study of the 1997 Manyi (Tibet) earthquake, Earth Planet. Sci. Lett. 351-352, 105-114. Yamasaki, T., Houseman, G.A., 2015. Analysis of the spatial viscosity variation in the crust beneath the western

North Anatolian Fault, J. Geodyn., 88, 80-89.

95 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

2-05 ブラスト噴火と防災

小林哲夫

Blast eruptions and disaster prevention

Tetsuo Kobayashi

Kagoshima University, 1-21-24 Korimoto, Kagoshima 890-8580, Japan, Email: [email protected]

Keywords: blast, surge, pyroclastic flow, pyroclastic density current

１．はじめに

火砕流等の斜面を流下する噴出物の流れを，pyroclastic density current (PDC)と総称することがある． この用語は流動機構や粒度構成などとは関係なく使用でき便利な側面もあるが，多様な流動現象の全

体像を理解するうえでは，その発生・流動機構をも考慮した分類が不可欠である． PDC には狭義の火砕流と火砕サージが一般に知られており．火砕流は発生メカニズムにより，噴煙 柱崩壊型と溶岩（溶岩ドーム）の崩壊型に区分される．火砕サージは火砕流（濃密な本体部）に伴う

希薄な熱雲の流れ（ash-cloud surge）と，水蒸気マグマ噴火で発生するベースサージ（base surge）が知 られている．上記以外にブラスト（blast）と呼ばれる噴火現象もあるが，一般的な認知度は低い．ブ ラストとは爆発的な噴火で火口から直接斜面沿いに噴出し，高速で流下する噴火現象であり，directed blast あるいは lateral blast などとも呼ばれる．しかし流れのメカニズムは主に「火砕サージ」であるた め，blast surge (Fisher, 1990)という用語が最も適切な表現かもしれない． 最近は「低温の火砕流」という用語も広く使われるようになったが，主な発生メカニズムは水蒸気

噴火（～水蒸気マグマ噴火）に伴う噴煙柱の崩壊が考えられる（三宅島の 2000 年噴火）．桜島火山・ 昭和火口の活動再開初期（2006 年 6 月 11 日および 2008 年 2 月 6 日）の噴火でも，類似した現象が発 生した．口永良部島の 2014 年噴火で発生した PDC も「低温の火砕流」とされたが，小林（2015）は ブラスト噴火で発生した低温の熱雲（火砕サージ）であると考えた．2015 年の爆発的な噴火で発生し た PDC は通常の「火砕流」の扱いであったが，これもブラスト噴火であり，やや高温の火砕サージと なって流動したと考えた（小林，投稿中）．また従来は「火砕流」とされたものでも，記載等を詳しく

見直すとブラストの発生を想起させる場合がある．今回は小林（2015）に記載できなかった噴火事例 を紹介し，ブラスト噴火に対する防災対応についても議論する．

96 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

２．ブラスト噴火の分類

破壊力の大きなブラストはマグマの貫入が関与した山体崩壊に伴い発生しているが，同様な山体

崩壊があってもブラストが発生しないこともある（Siebe et al., 1987; Belousov et al., 2007）．小林（2015）

は，山体崩壊を伴う噴火時に発生したブラストについての再検討をおこなった．図 1 は代表的なタイ

プ事例である．ブラスト発生の原因別で分類すると，マグマ物質を含むブラスト（Blast-M）が発生す

るベズミアニー型（1）およびその類似型（2）とマグマ物質を含まないブラスト（Blast-P）を発生す

る磐梯型に大別される．シベルチ型の山体崩壊では，崩壊直後にブラストは発生していないが，その

後にマグマ噴火に移行している．

ベズミアニー型およびその類似型のばあいには，強烈な爆風状の噴煙が発生している．表 1 に各崩

壊型の堆積物とブラストの定置温度を示す．この表ではベズミアニーの類型はベズミアニー型にまと

めている．

図 1．山体崩壊とそれに伴うブラストのタイプと成因（小林，2015）．１：ベズミアニー型（山

体内部の潜在ドームの瞬時の破壊により，高温のマグマ岩片を含むブラストを噴出し，直後にマ

グマ噴火に移行），2： ベズミアニーの類型，3：シベルチ型（ブラストを伴わないが，崩壊後

にマグマ噴火に移行），磐梯型（山体に生じた亀裂や火口から高圧の水蒸気・火山ガスが低角に

放出されるタイプのブラストが発生）．

97 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

表１ 崩壊のタイプと付随して発生した岩屑なだれとブラスト堆積物の定置温度（小林，2015）

文献番号 [6: 吉本・宇井, 1998; 7: Siebert et al., 1995; 8: Voight et al., 2002; 9: Bogoyavlenskaya

et al., 1985; 11: 藤澤ほか, 2001; 14: 小林ほか, 2004; 19: 上澤, 2008; 30: Banks and Hoblitt,

1981; 31: Tanguy, 1994; 32: Gorshkov and Dubik, 1970; 33: 紺谷・谷口, 2003],

以下に論文で確認できる各タイプの代表的な事例を列挙する．

【ベズミアニー型およびその類型】

・Bezymianny 火山の 1956 年噴火（Gorshkov, 1956, 1963）

・Mount St. Helens 火山の 1980 年噴火（Kieffer, 1981; Hoblitt et al., 1981）

・北海道駒ヶ岳の 1640 年噴火（吉本・宇井，1998）

・Augustine 火山の 1540 年ころの噴火（Siebert et al., 1995）

・Montserrat 島の Soufrière Hills 火山で 1997 年の Boxing Day に発生した噴火（Voight et al., 2002）．

【磐梯型】

・磐梯山の山体崩壊を伴った 1888 年の水蒸気噴火（Sekiya and Kikuchi, 1889） ・インドネシアの Papandayan 火山 2002 年噴火（小林ほか，2004） ・十勝岳の 1926 年噴火（上澤，2008）

【シベルチ型】

・Shivelch 火山の 1968 年の噴火（Bogoyavlenskaya et al., 1985; Belousov, 1995）

98 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

・由布岳の 2.2 ka 噴火（藤澤ほか，2001）

３．ブラスト噴火と推定される事例

上記した事例以外に，公表論文からマグマ物質を伴うブラスト（Blast-M）と水蒸気噴火で発生した

ブラスト（Blast-P）が発生したと判断できる噴火（推定を含む）を，以下に列挙する．

3-1．明確な山体崩壊の痕跡を残していないが，噴火の推移等から高温のブラスト（Blast-M）が発生

した事例

・マルチニク島の Mount Pelée 火山の 1902 年の熱雲噴火（Lacrox, 1904; 小林，2015）

・アメリカ西海岸の Lassen Peak 火山の 1915 年噴火（Loomis, 1926; 3rd revised edition, 1971）

・パプア・ニューギニアの Lamington 火山の 1951 年噴火（Taylor, 1958）

・コスタリカの Arenal 火山の 1968 年噴火（Alvarado et al., 2006）

・メキシコの El Chichon 火山の 1985 年噴火（Sigurdsson et al., 1987; Macias et al., 1997 など）

・インドネシアの Kelut 火山の 2014 年噴火（前野ほか，2016）

3-2．水蒸気爆発によりブラスト（Blast-P）が発生した事例

・諏訪之瀬島の 1813 年噴火（嶋野，2015）：崩壊の最終段階で亀裂から発生．

・安達太良山の 1900 年噴火（藤縄ほか，2006；Fujinawa et al., 2008）

・焼岳の 1915 年噴火（及川，2015）：古い溶岩ドームの割れ目火口から「低温の火砕流」が噴出．

・昭和新山の 1944 年の噴火（岡田ほか，1995）：新山の出現前の爆発的噴火で発生

・霧島火山群・新燃岳の 1959 年噴火（福岡管区気象台ほか，1959）

・口永良部島・新岳の 2014 年・2015 年噴火（小林，2015；投稿中）

４．ブラスト噴火の発生メカニズム

ブラストの発生様式は 3 つのタイプに分類できそうである．第 1 のグループはマグマ貫入により生

じた山体崩壊に伴うタイプで，ベズミアニーとその類型が含まれる．古い溶岩ドームなどが大規模に

吹き飛ばされる噴火もこのタイプと判断される．また水蒸気噴火の山体崩壊でも，高温の火山ガスが

ブラストとなって噴出することがある．第 2 のグループは割れ目火口～亀裂等から発生しており，第 3

のグループはすでに存在している火口での爆発的噴火などに付随して噴出している．第 2，第 3 のグル

ープとも，マグマ物質の有無（マグマ噴火か水蒸気噴火か）にかかわりなく発生している．

第 1 のタイプの噴火では崩壊地形が残るため，その識別は容易である．しかし崩壊地形はその後の

99 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

活動で埋積されることも多い．Mount Pelée 火山の 1902 年の初期の噴火で発生した熱雲の流れは非常

に高速で破壊的であったため，Lacrox (1904)は新たに出現した溶岩の基底から直接噴煙が斜面方向に噴

出したと考えた．その後，block-and-ash flow に伴う ash-cloud surge（Fisher et al., 1981; Fisher and Heiken,

1982），高速の low-aspect-ratio type の火砕流（Walker and McBroome, 1983）あるいは溶岩ドームの爆発

的な破壊によりブラスト（Sparks, 1983）等のモデルが提案された．小林（2015）は噴火に至る推移等

（Chretien and Brousse, 1989; Tanguy, 1994）を考慮すると，初期の熱雲はブラストによるものであり，

崩壊地形は確認できないもののマグマの山体貫入に伴う崩壊が引き金であったと考えた．

Lamington 火山の 1951 年噴火は，飛行機で上空から撮った噴火直後の連続写真，被災状況の写真，

および記載（Taylor, 1958）を総合すると，古い溶岩ドームが瞬時に吹き飛ばされ激しいブラストが発

生し，山麓の大部分はブラストに由来する火砕サージにより被災したものと推定される．この論文で

は，Mount Pelée 火山 1902 年噴火の初期の熱雲噴火と酷似していることが強調されている．El Chichon

火山の 1985 年噴火では，まず広域に火砕サージが噴出した（Sigurdsson et al., 1987; Macias et al., 1997

など）．これも古い溶岩ドームが破壊されて生じたブラストと推定される．Kelut 火山の 2014 年噴火

でも，噴火の第一波は 2007 年に出現した溶岩ドームを破壊したブラスト噴火であった（前野ほか，2016）．

水蒸気噴火時の崩壊に伴った事例としては，1888 年の磐梯山噴火が有名である．この噴火で発生し

たブラストは主要な崩壊に先行し，崩壊とはほぼ逆の方向に噴出した（紺谷・谷口，2006）．Papandayan

火山 2002 年の噴火でも，ブラストはメインの崩壊・水蒸気噴火に先行して発生した（小林ほか，2004）．

これらの事例では，山体内部～深部に形成された高圧の水蒸気・熱水系が，地震・地すべり等により

生じた亀裂で内部の均衡が破れ，激しいブラストとして噴出したことを示唆している．すなわち水蒸

気噴火としては，非常に爆発的な現象と考えざるをえない．なお十勝岳の 1926 年の事例では，ブラス

ト（中央火砕丘の崩壊）後に小規模なストロンボリ式噴火が発生しており，シベルチ型に分類すべき

かもしれない．霧島・韓国岳の 4300 年前の山体崩壊でも，同様なブラストが発生したと推定されてい

る（田島ほか，2014）．諏訪之瀬島の 1813 年噴火で発生した小規模なブラストは，マグマ噴火後に崩

壊壁付近で発生しており，水蒸気噴火に伴うブラストとみなせるであろう．

第 2 のタイプ（割れ目火口からのブラストの発生）は，マグマ物質の放出の有無とは関係なく発生

している．Lassen Peak 火山の 1915 年噴火では，Loomis (1971) の記載および噴火時の多数の写真から

は，ブラストであったと判断できる．割れ目火口からの噴出を想起させるが，噴出様式については明

確に判断できない．なお噴出したのは火砕流であったとの見解もある（Clynne and Muffler, 1989; Clynne,

1990）．Arenal 火山の 1968 年噴火では，古い溶岩ドームの斜面に割れ目火口が生じ，西斜面方向に巨

100 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

大な岩塊を伴うブラストが発生した（Alvarado, 2006）．

水蒸気噴火で生じた割れ目火口からの噴出事例では，焼岳の 1915 年噴火（及川，2015）が挙げられ

る．古い溶岩ドームの割れ目火口から「低温の火砕流」が噴出したと記載されているが，低温のブラ

ストとみなすべきであろう．口永良部島・新岳の 2014 年もこのタイプに分類される（小林，2015）．

御嶽山の 2014 年噴火で発生した「低温の火砕流」も割れ目火口から噴出したが，噴出時がブラストで

あったか否かは判断できない．霧島火山群・新燃岳の 1959 年噴火でも，数 km 離れた建物が被害を受

けている（福岡管区気象台ほか，1959）が，ブラストが発生したか否かはわかっていない．

第3 のタイプは，明確な割れ目火口を形成せずに，既存の火口内から斜面沿いに高速のブラスト（火

砕サージ）が発生した例である．その好例が Montserrat 島の Soufrière Hills 火山で 1997 年のブルカノ式

噴火で発生した（図 2）．噴火開始 10 秒後には噴煙を突き破るように放出岩塊を伴うジェットが噴出し，

20 秒後には噴煙全体の崩壊（fountain collapse）が始まった．しかし 50 秒後に突然，火口縁から高速の

火砕サージ（100～200 km/h）が噴出し全方位に広がった．この火砕サージは噴煙柱の崩壊により発生

したものではなく，また水蒸気マグマ噴火によるベースサージとも異なるため，ブラストと判断した．

口永良部島 2015 年噴火は基本的には水蒸気噴火と判断されるが，ブラストの発生するタイミングか

ら高速で流下する推移は Soufrière Hills 火山の例と酷似しており，ブラストを発生させたメカニズムに

は共通した要因があるものと推定される（小林，投稿中）．安達太良火山 1900 年噴火は沼ノ平火口内

で発生し，第 4 波の噴火で噴出した火砕サージ（100℃～230℃？）はブラスト状であった（藤縄ほか，

2006；Fujinawa et al., 2008）．彼らはこのブラストが噴煙柱崩壊により発生したと推定しているが，推

定速度が 300 km/s 以上（？）の高速で風上方向に流下しており，火口から直接噴出したブラストでは

ないかと考える．昭和新山形成時の 1944 年に発生した火砕サージ（岡田ほか，1995）は，新山の出現

前の爆発的噴火で発生しており，温度は約 80℃であった（昭和新山生成 50 周年記念事業実行委員会,

1994）．上記した国内の 3 例は同じような成因だったのかもしれない．

101 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

図 2．Soufrière Hills 火山でブルカノ式噴火での噴煙の挙動変化（Druitt et al., 2002b）．発生の 50 秒後に

は高速の火砕サージが噴出した．

４．ブラストに由来した火砕流

大規模なブラスト噴火（火砕サージ噴火）では，火砕サージから火砕流が付随的に生じた事例が報

告されている．上記した Soufrière Hills 火山の例では，火砕サージの到達した先端付近から，谷沿いに

低速の火砕流が約 6 km も流下した（図 3）．Druitt et al. (2002a)はこの特殊な火砕流を surge-derived pyroclastic flow と名付けた．同様な火砕流は Mount St. Helens 火山の大規模崩壊に伴うブラストの分布

域でも見出された（Fisher, 1990）．高速のブラスト（blast surge）が通過した際の地形的な障害のため，

主要なサージから離れ減速し濃密な状態となった部分が火砕流へと変化し，谷底などに定置した．上

記した 2 例の火砕流堆積物の分布は，ブラストに比べはるかに小規模であり地形に制約されている．

火砕サージの分布域内に小規模な火砕流堆積物が存在する例は，1985 年の El Chichon 火山の噴火で

102 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

も認められる（Sigurdsson et al., 1987; Macias et al., 1997 など）．また 2015 年の口永良部島噴火でも，

ブラストは広範囲に分布しその先端は海岸にまで達したが，低速で小規模な火砕流の堆積物は山麓の

地形変換点付近や谷沿いにわずかに分布するのみである．この火砕流も surge-derived pyroclastic flow な

のかもしれない（小林，投稿中）．

図 3．Soufrière Hills 火山で発生した火砕サージとサージ由来の火砕流堆積物の分布（Druitt et al., 2002b）．

サージ分布の北西端から西方向に沢に沿って 6 km ほど流下している．

４．ブラスト噴火と防災

御嶽山の2014年噴火以降，火山防災における水蒸気噴火の重要性が強く認識されるようになった． 「低温の火砕流」という用語もしばしば見聞きするが，その噴出形態や流走メカニズムなどについて 詳しく解明されているとは思われない．水蒸気噴火は小規模で，噴火災害も大したことはないと思わ れがちであるが，規模（噴出量）と爆発の強さとは必ずしも相関するわけではない．特にブラストは 火口から直接斜面方向に噴出する噴煙であり，流速も普通の火砕流以上のこともある．また水蒸気噴 火はマグマ噴火にくらべ，その直前予知は困難であるといわれている．そのため突然噴火が発生すれ

103 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

ば，火口近傍では大きな災害が発生するかもしれない．それゆえ水蒸気噴火に伴うブラストの事例を 発掘し，火山防災に反映させることが重要と考える．

５．おわりに

火山体の崩壊の痕跡は，日本中の火山に見いだされており，そのリストも公表されている（Ui et

al.,1986; 吉田，2010 など）．それらの中には，マグマ性のブラストが発生したと思われる事例もあり，

ブラスト噴火の実態を解明するためにも，新たな視点で検討しなおす必要があろう．また比較的最近

の事例でも，特に大噴火の最中に発生したブラストについては，その発生原因が不明なものも多い．

たとえば Pinatubo 火山の 1991 年噴火で，最後の破局的噴火の前に発生した大規模な火砕サージ

（Hoblitt et al., 1996）の発生原因が，噴煙柱の崩壊なのか，ベースサージの一種なのか，あるいはブ

ラスト状に発生したものなのかがはっきりしない．また水蒸気噴火と記載された歴史時代の噴火も，

詳細に検討するとブラストが発生した事例があるかもしれない．特に溶岩ドームなどの側面に爆裂火

口がある場合には，高い確率でブラスト堆積物が見出されるかもしれない．

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2-06 火山噴火によって発生した津波と津波痕跡： 1640 年北海道駒ヶ岳噴火津波と 1741 年渡島大島噴火津波の事例

七山 太

Tsunami and tsunami traces caused by volcanic eruption: Example from the 1640 Hokkaido Komagatake volcano eruption tsunami and the 1741 Oshima-oshima volcano eruption tsunami, southwestern Hokkaido, Japan

Futoshi Nanayama

国立研究開発法人産業技術総合研究所地質情報研究部門 Geological Survey of Japan, AIST, Tsukuba 305-8567, Japan, E-mail: [email protected]

A volcano located along a coast can cause a tsunami by its eruption or by the collapse of the volcanic edifice.

Eruption-related tsunamis account for 20–25% of casualties associated with volcanic eruptions during the last 1000 years. Some well-known eruption-related tsunamis are the 1400 BC eruption of Santorini, Greece, the 1883 Krakatau volcano, Indonesia, and the 1883 eruption of Mount St. Augustine, Alaska. In Japan, several historic tsunamis generated by sector collapse of the volcanic edifice are known, including the 1640 Hokkaido Komagatake volcano, the 1741 Oshima-oshima volcano, the 1792 Mayuyama collapse of the Unzen volcano, and the 1781 Sakurajima volcano. Tsunamis of volcanic origin are caused by a variety of phenomena. Latter

(1981) listed ten different volcanic processes that can generate tsunamis; among the most destructive is large-scale gravitational failure of the volcanic edifice. In this presentation, I introduce the mechanism of volcanic tsunami and tsunami sedimentation caused by the 1640 Hokkaido-Komagatake volcano eruption and the 1741 Oshima-oshima volcano eruption and the case study of the tsunami traces.

Keywords: 1640 Hokkaido-Komagatake volcano eruption, 1741 Oshima-oshima volcano eruption, tsunami generation, tsunami deposit, southwest Hokkaido

海域に面した火山において大規模な噴火や山体崩壊が発生した際に，それらが海域に流入すること

によって津波が発生することは世界的によく知られている．我が国では，1792 年雲仙火山の眉山崩壊 津波がその被害の大きさから知られており，ほかにも 1640 年北海道駒ヶ岳火山，1741 年渡島大島火山 において山体崩壊による津波が発生したことが知られている（渡辺，1985）．桜島火山においても，1780

108 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

年の海底噴火により小規模な津波が発生した（渡辺，1985）．海外ではインドネシアの 1883 年 Krakatau 火山のカルデラ形成噴火で，イタリアの Stromboli 火山では 2002 年に山体崩壊による津波が発生した 例がある（Latter, 1981）． 湖底の火山性崩壊堆積物の分布状況を音波探査機やサイドスキャンソナーで調べた例は，磐梯火山

周辺の檜原湖（川辺ほか，1993）および猪苗代湖（須藤・山元，1997）がある．また，海域へ流入し た岩屑なだれの研究例としては，雲仙火山の眉山（相田，1975），渡島大島火山（Satake and Kato, 2001）， アラスカ St. Augustine 火山（Kienle et al., 1987）がある．これら既存研究はいずれも津波シミュレーシ ョンを目的として，水塊に流入した岩屑なだれ堆積物の体積の算出を目的としている．しかし岩屑な だれの水中での流動機構や津波の発生メカニズムに関する検討，さらにこれによって生じた沿岸域で

の津波痕跡の詳しい検証は十分にはおこなわれて来なかった．

第 1 図．1640 年北海道駒ヶ岳噴火によって，噴火湾に流入した岩屑なだれ堆積物の分布状況（Furukawa et al., 2008）． 1640 年（寛永十七年）の北海道駒ヶ岳火山の噴火は，我が国の歴史時代の噴火の中で最大級のもの で，山体の一部が崩壊し，周辺海域に流入して津波を発生させた（第 1 図）．この津波の原因となった 岩屑なだれ堆積物は，鹿部町沖合の浅海底に存在することが確認されている．しかし，これまでの研

109 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

究では岩屑なだれ堆積物の分布や層厚，地形的な特徴などは十分に明らかにはされていない．1640 年 の北海道駒ヶ岳火山の山体崩壊はマグマ噴出を伴う山体崩壊として記録された貴重な噴火事例であり， その山体崩壊と津波の発生に関するメカニズムを読み解くことは重要である．その研究事例として，

Furukawa et al. (2008)をレビューして示したい． 一方，1741 年（寛保元年）渡島大島噴火津波の被害は北海道南西部日本海側，青森県西部日本海側， 新潟県佐渡ヶ島さらには韓半島東岸に及び，このとき記録に残された波高は，北海道渡島半島で 5～ 15m とされている（渡辺，1985）．津波の発生メカニズムに関しては，Satake and Kato (2001), Satake (2007) の数値シミュレーションに基づく検討がある．1741 年の津波痕跡については，西村ほか（2000）の先 行研究があり，Ko-d テフラと津波堆積物の層準から 1741 年津波によるイベント堆積物を見出し，その 岩相から 2 回の津波が押し寄せたと結論付けた（第 2 図）．しかし，この論文では，イベント堆積物に 見られる堆積構造，そこから読み取れる津波の古流向等の検証が欠如しており，引き波か押し波かを 判断する根拠が曖昧である．本講演では，堆積相と古流向からその成因を把握した上でイベント堆積

物の粒度分析を行い，その供給源と堆積過程から，津波の挙動について考察を試みた研究事例を示し

たい．

第 2 図．1741 年渡島大島噴火津波によって生じた古砂丘中の津波痕跡の産状例.

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Bull. Volcanol., 44, 467-490. 西村裕一・鈴木正章・宮地直道・吉田真理夫・村田泰輔, 2000, 北海道渡島半島, 熊石町鮎川海岸で発 見した歴史津波堆積物．月刊地球, 号外 no. 28, 147-153. Satake, K., 2007, Volcanic origin of the 1741 Oshima-Oshima tsunami in the Japan Sea. Earth Planets Space, 59, 381–390. Satake, K. and Kato, Y., 2001, The 1741 Oshima-Oshima eruption: extent and volume of submarine debris

avalanche. Geophy. Res. Letters, 28, 427-430. 須藤 茂・山元孝広，1997，猪苗代湖北部の音波探査による磐梯火山起源の岩屑なだれ堆積物の分布． 地調月報，48，347-353． 渡辺偉夫，1985，日本被害津波総覧（第 2 版）．東京大学出版社，東京，238 p.

111 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

2-07 フィリピン・ラグナ州，サンパブロ湖沼群の 音波探査調査に基づく湖底地形と形成期の推定

山田和芳 1, 2・原口 強 3・Raymond Patrick R. Maximo4・Danikko John V. Rivera4・ Robjunelieaaa B. Lim4・Cathy D. Pogay4・Marie Thess D. Quilalang4・Emmanuelle D. Mitiam4・Ericson Bariso4・藤木利之 5・中村俊夫 6・奥野 充 7

Lake bed configuration on Seven lakes of San Pablo, Province of Laguna, Philippines

Kazuyoshi Yamada1, 2, Tsuyoshi Haraguchi3, Raymond Patrick R. Maximo4, Danikko John V. Rivera4, Robjunelieaaa B. Lim4, Cathy D. Pogay4, Marie Thess D. Quilalang4, Emmanuelle D. Mitiam4, Ericson Bariso4, Toshiyuki Fujiki5, Toshio Nakamura6, Mitsuru Okuno7

1 Museum of Natural and Environmental History, Shizuoka 422-8007 Japan 2 Corresponding author. E-mail: [email protected]

3 Graduate School of Science, Osaka City University, Osaka 558-8585 Japan 4 Philippine Institute of Volcanology and Seismology (PHIVOLCS), Quezon Philippines 5 Department of Applied Science, Okayama University of Science, Okayama 700-0005 Japan

6 Institute for Space-Earth Environmental Research, Nagoya University, Nagoya 464-8601 Japan 7 Department of Earth System Science, Faculty of Science, Also; AIG Collaborative Research Institute for International Study on Eruptive History and Informatics, Fukuoka University, Fukuoka 814-0180 Japan

フィリピン共和国ルソン島中部には，サンパブロ火山群に関連する火山性湖沼（マール）が少なく

とも 10 存在している（Fig. 1）．発表者らは，フィリピン共和国における広域テフラ・ネットワーク構 築のため，本地域における湖沼堆積物中の広域テフラの検出に好適な湖沼を選定する判断材料となる

基礎的データ（湖底地形，水深，地層の深さ等）を収集するため，2014 年 2 月に音波探査調査を実施 した（原口ほか，2014）．サンパブロ・セブンレイクスを中心とした湖沼における音波探査の結果から 湖底地形を復元し，湖面積や水深情報から各湖沼のグループ分けを検討したので，本講演においてそ

れらの結果を報告する．

謝辞 本研究には日本学術振興会の科研費・基盤研究（B）「フィリピン共和国における広域テフラ・ ネットワークの構築に関する日比共同研究」（代表者：奥野充，課題番号：24401006）を使用した．記 して謝意を表す．

112 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 1 Google maps showing maar lakes around San Pablo City.

Fig. 2 Representative profile of Lake Calibato (after, Haraguchi et al., 2014).

引用文献

原口 強・山田和芳・R.P. Maximo・D.J. Rivera・R.B. Lim・C.D.Pogay・M.T.D. Quilalang・E.D. Mitiam・ E. Bariso・藤木利之・中村俊夫・奥野 充（2014）フィリピン・ルソン島，湖沼群（マール湖，堰止湖） の音波探査．福岡大学国際火山噴火史情報研究所第 4 回研究集会講演要旨集，23-25.

113 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

2-08 フィリピン・ラグナ州，サンパブロ・ セブンレイクスから得たピストンコア試料の層序

中西利典・奥野 充（福岡大）・山田和芳（ふじのくに自然環境史ミュージアム）・ Ericson Bariso・Danikko John V. Rivera・Robjunelieaaa B. Lim・Cathy D. Pogay・ Marie Thess D. Quilalang（PHIVOLCS）・藤木利之（岡山理大）・ 原口 強（大阪市大）・中村俊夫（名古屋大）・小林哲夫（鹿児島大）

Stratigraphy of piston cores from the Severn Lakes in the San Pablo Volcanic Field, the Province of Laguna, Philippines

Toshimichi Nakanishi, Mitsuru Okuno (Fukuoka Univ.), Kazuyoshi Yamada (Museum of Natural and Environmental History, Shizuoka) , E. Bariso, D.J.V. Rivera, R.B. Lim, C.D. Pogay, M.T.D. Quilalang (PHIVOLCS), Toshiyuki Fujiki (Okayama Univ. Sci.) , Tsuyoshi Haraguchi (Osaka City Univ.), Toshio Nakamura (Nagoya Univ.), and Tetsuo Kobayashi (Kagoshima Univ.)

Keywords: Severn Lakes, tephra, Banahaw Volcano, Taal Volcano, piston core, eruptive history

１．はじめに フィリピン・ルソン島，マニラ首都圏の南東約 70 km のサンパブロ付近にはセブンレイクスと呼ば

れる湖沼群が分布している（図１）．これらの湖沼の約 15 km 東方には西暦 1843 年に最新の噴火記録 があるバナハオ火山が，約 40 km 西方には 1977 年に最新の噴火記録があるタアル火山がそれぞれ位置 している．これらの湖沼群の形成以降の火山噴火史などの古環境変遷は湖底の地層中に精度よく記録

されていることが期待される．それらをターゲットとして，湖底堆積物中からテフラを検出して，そ の給源と噴出年代を特定することで周辺の火山噴火史を解読することが今回の研究目的である．なお， 今回発表するピストンコアの採取に先駆けて，湖沼群の湖底地形および水深，地層構造等を検討する

ためにセブンレイクス（Sanpaloc 湖，Bunot 湖，Mohicap 湖，Palacpakin 湖，Calibato 湖，Gunao 湖，Ticab 湖）を対象にして 2014 年 2～3 月に音波探査が実施された（原口ほか，2014；山田ほか，2017）．

２．試料採取と分析方法 それらの結果を踏まえて，Sanpaloc 湖の湖心付近で全長 66 cm の PSL1 コアおよび 76 cm の PSL2 コ ア，Bunot 湖の湖心付近で全長 39 cm の PBL コア，Palacpakin 湖の湖心付近で全長 200 cm の PLL1 コ

114 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

アおよび 357 cm の PSL2 コア，Mohicap 湖の湖心付近で全長 204 cm の PML コアの合計 6 本のピスト ンコア試料を 2015 年 10 月に採取した（表１）．これらのコア試料をフィリピン火山地震研究所 （PHIVOLCS）に持ち帰って，PLL1-2，PML，PBL コアを半裁および記載，試料分取した．試料分取 は，密度および初磁化率を測定するための夏原技研製のプラスチックキューブ，堆積構造および含有

物を検討するための軟 X 線写真撮影用のスラブ試料，放射性炭素年代測定用の植物片試料などからな る．これらの試料を福岡大に持ち帰って分析した．

図 1 サンパブロ・セブンレイクス周辺の地図とピストンコアの掘削地点．

表１ サンパブロ・セブンレイクスで採取したコアおよび各種分析試料数． length Lake code cube softX 14C Latitude Longitude (cm) Sampaloc PSL1 66 - - - 14°04'43.1"N 121°19'47.6"E Sampaloc PSL2 76 - - - 14°04'43.1"N 121°19'47.6"E Bunot PBL 39 17 2 1 14°04'52.5"N 121°20'36.6"E Palakpakin PLL1 200 88 8 4 14°06'37.6"N 121°20'20.4"E Palakpakin PLL2 357 153 15 6 14°04'43.1"N 121°19'47.6"E Mohicap PML 204 85 5 3 14°07'20.0"N 121°20'02.3"E Total 942 343 30 14 14°04'43.1"N 21°19'47.6"E

115 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

３．結果

PLL1-2，PML，PBL コアは黒色もしくはオリーブ黒色，灰オリーブ色，褐色の泥層を主体として， 一部分に極細粒砂が多く含まれる層準を介在する．PLL1 コアの深度 0.25 m，0.75 m，1.86 m，PLL2 コ アの深度 0.25 m，1.23 m，1.86 m，2.93 m，PBL1 コアの深度 0.32 m，PML コアの深度 0.66 m，1.48 m， 1.93 m では X 線が透過しづらく初磁化率値が高い（図 2）．一方，PML コアの深度 0.50～1.25 m には 暗オリーブ色と褐色の泥層の細互層がみられ（図 3），この層準には深度 0.66 m の初磁化率が高い個所 が含まれる．

図 2 PLL1-2，PML，PBL コアの軟 X 写真と初磁化率．軟 X 写真は横方向の縮尺を３倍にした．

図 3 PML コアの軟 X 写真．左上が深度 0.66 m で右下が深度 1.41 m に相当する．

116 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

４．今後の課題

図2 に←で示した X 線が透過しづらく初磁化率値が高い層準はテフラの降下層準である可能性があ るので，砂の含有率と極細粒砂の砂粒組成を検討する予定である．一方，PML コアの深度 0.50～1.25 m で観察された泥層の細互層には低緯度地域における陸域の古環境変化が高精度に記録されている可能

性がある．合計 14 層準から採取した植物片の放射性炭素年代を測定することによって，セブンレイク ス周辺の火山噴火史を検討したい．また，細互層が観察された層準においては花粉や珪藻化石などの

群集組成解析を通して細互層の形成要因や古環境の変化ついて詳しく検討する予定である．

謝辞 この研究を進めるにあたって日本学術振興会の科学研究費（基礎研究 B，24401006）を使用し ました．記して感謝いたします．

引用文献 原口 強・山田和芳・Raymond Patrick R. Maximo・Danikko John V. Rivera・Robjunelieaaa B. Lim・Cathy D. Pogay・Marie Thess D. Quilalang・Emmanuelle D. Mitiam・Ericson Bariso・藤木利之・中村俊夫・ 奥野 充（2014）フィリピン・ルソン島，湖沼群（マール湖，堰止湖）の音波探査．福岡大学

国際火山噴火史情報研究所第 4 回研究集会講演要旨集，23-25． 山田和芳・原口 強・Raymond Patrick R. Maximo・Danikko John V. Rivera・Robjunelieaaa B. Lim・Cathy D. Pogay・Marie Thess D. Quilalang・Emmanuelle D. Mitiam・Ericson Bariso・藤木利之・中村俊夫・

奥野 充（2017）フィリピン・ラグナ州，サンパブロ湖沼群の音波探査調査に基づく湖底地形 と形成期の推定，国際火山噴火史情報研究集会講演要旨集，発表番号 2-07．

117 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

2-09 斜めずれ活断層（主に横ずれ）の極浅部地下構造 －姫之湯断層（1930 北伊豆地震断層）と早霧湖断層の例－

木村治夫 1,*・中西利典 2・大木理江花 1

Nearsurface structure of active oblique-slip faults composed mostly lateral components: Case studies of the Himenoyu fault ruptured during the 1930 Kita-Izu earthquake and the Sagiriko fault in central Japan

Haruo Kimura1, Toshimichi Nakanishi2, Rieka Ohki1

1 Geosphere Science Sector, Central Research Institute of Electric Power Industry, 1646 Abiko, Abiko-shi

270-1194, Japan. 2 AIG Collaborative Research Institute for International Study on Eruptive History and Informatics, Fukuoka University, 8-19-1 Nanakuma, Jonan-ku, Fukuoka 814-0180, Japan.

* Corresponding author. E-mail: [email protected]

一般的に横ずれ断層の調査においては，尾根や谷の屈曲などといった地表の横ずれ変位地形の存在

から断層の地表位置が明らかになることが多い．そしてさらに地下の断層の実体を調査して，より詳 細な位置を明らかしてゆくわけであるが，純粋な横ずれ断層の場合，横ずれ変位だけでは地下の水平 な地層の境界面には上下方向に食い違いが生じないため，地下地質構造探査による断層の検出は縦ず

れ断層の検出に比べて困難であると言える．ただし実際には，純粋な横ずれ断層でも傾斜した地層面 を横ずれさせると見かけの上下変位が生じることや，わずかでも上下変位成分を伴った斜めずれ断層 では小さいながらも上下変位が生じることのように，横ずれ断層の場合でも地下の地層面が上下方向 に食い違っている場合がほとんどである．このような地下の見かけの，あるいは，小さい食い違いを 高分解能で調査することによって，地下の横ずれ断層の検出が可能となると考えられる．本研究では， 高分解能な地下地質構造探査による横ずれ断層（横ずれ成分主体の斜めずれ断層）の検出の試みを，

1930 年北伊豆地震（Mj = 7.3）の際に地表変位を生じた姫之湯断層と，それに並走するものの 1930 年 時には変位が報告されていない早霧湖断層群（地震調査研究推進本部地震調査委員会, 2005）を対象と して行った（第 1 図，第 2 図）．

118 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

第 1 図．丹那断層，姫之湯断層の位置．北北東－南南西走向の左横ずれ断層である丹那断層に対して， 西北西－東南東走向の姫之湯断層は右横ずれ成分が主である．陰影図は国土地理院 50 m メッシュ数値

標高データから作成した．陰影図の光線の向きは北西から南東である．中央の黒枠は第 2 図の範囲．

第 2 図．姫之湯断層と早霧湖断層群の分布．黄色の丸印は調査地点の位置．赤線は活断層，黒線は推

定活断層．これらの断層の位置は中田・今泉（2002）に基づく．陰影図は国土地理院 50 m メッシュ数

値標高データから作成した．陰影図の光線の向きは北西から南東である．

119 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1930 年北伊豆地震時に，北－南から北北東－南南西走向の左横ずれ断層である北伊豆断層帯（丹那 断層帯とも呼ばれる）では最大約 2～3 m の左横ずれ地表変位が生じた（例えば，松田, 1972）．その 際，同断層帯のさらに南方延長部に位置する西北西－東南東走向の姫之湯断層でも最大で約 1 m の右 横ずれと 0.25 m の北側隆起の地表変位が生じた（伊原・石井, 1932）．それに対し，姫之湯断層に並走 する早霧湖断層群については活動を示す報告が無く，その詳細な位置等も不明瞭であった（例えば，

地震調査研究推進本部地震調査委員会, 2005）．さらに，山崎ほか（1988）は北伊豆断層帯と姫之湯断 層とのトレンチ掘削調査結果から，1930 年地震の１つ前の北伊豆断層帯の地震時には，姫之湯断層は 動いていないことを明らかにし，姫之湯断層は北伊豆断層帯主部の丹那断層の副断層であると判断し

た．また，1930 年地震の１つ前の地震時に，姫之湯断層と並走する活断層が動いたかどうかについて は未だに解明されてはいない． 本研究では姫之湯断層と早霧湖断層群のとくに地下浅部の変位・変形構造を検出するため，伊豆市

内の姫之湯断層の姫之湯地点（第 2 図の地点 A），早霧湖 b 断層の戸倉野地点（第 2 図の地点 B）， 早霧湖 a 断層の柳瀬地点（第 2 図の地点 C）で地中レーダ探査と人力掘削を実施した．探査機材には （一財）電力中央研究所が所有するカナダ Sensors $ Software 社の pulseEKKO PRO システムを用いた． アンテナは中心周波数 50 MHz 用のものと同 100 MHz 用のものを用いた．地下断面の取得については

手押しカートを用いてプロファイル測定法（例えば，物理探査学会 編, 1998）によって行った．プロ ファイル測定においては，カート搭載の距離計と連動させて，0.4 m 進むごとにレーダ送受信を行っ た．また，各探査測線ごとに複数の地点で地中電磁波速度解析用のデータをワイドアングル測定法

（例えば，物理探査学会 編, 1998）によって取得した．プロファイル測定およびワイドアングル測定 ともに，1 つの送受信点あたりのスタック数は 64 回，サンプリング間隔は 1.6 ナノ秒，記録長は 398.4 ナノ秒（250 サンプル）である．地中レーダ探査データの処理は米国 Parallel Geoscience Corporation 製

の反射法地震探査データ処理ソフトウェア SPW version2.2 を用いて行い，地表面形状に合わせた深度 変換断面図を作成した．また，人力掘削（簡易ボーリング）はスパイラル状のハンドオーガーで行い，

深度 10 cm 毎に試料を採取した．試料採取においては，堆積物の密度と初磁化率を測定するために夏

原技研製のプラスチックキューブも併用した． これらの調査の結果，地表下深度 6 m 程度までの地下断面が得られ（第 3 図），姫之湯地点では 1930 年に地表変位が出現し，山崎ほか（1988）のトレンチ調査でも断層が確認された場所の延長で断層と 推定される地下構造が検出された．また，戸倉野地点においても河成段丘の地下に早霧湖 b 断層に相 当すると考えられる断層構造が検出された．このような極浅部地下構造探査によって地下の断層の詳

細位置を検出できたことは重要な成果であると言える．一方，調査地域の河成段丘の構成層には数 cm 大の礫が含まれていることが多く，ハンドオーガーによる人力掘削では表層部のローム層の一部の採

取には成功したものの，地中レーダ探査によって可視化できた深度（5～6 m 程度）までの掘進が困難 であった．今後は，機械ボーリングによる掘削で得られたコア試料の分析も加えて，探査地点の地層

120 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

の形成年代を把握し，それぞれの地点での断層活動の時期や単位変位量などを明らかにすることによ

って，1930 年に動いた姫之湯断層と動いた報告の無い早霧湖断層群との違いをより詳細に理解するこ とが望まれる．

第 3 図．本研究で得た地中レーダ探査結果断面の例．戸倉野地点 NTK-03 測線（河成段丘上の測線）

の解釈断面図．深度方向 5 倍強調．図中の着色された線は比較的連続性の良い反射面を示す．これら

の反射面が赤色破線を挟んで途切れており，断層の存在が推定される．

謝辞 本研究には伊豆半島ジオパーク推進協議会の平成 27 年度 伊豆半島ジオパーク学術研究支援事

業補助金「1930 年北伊豆地震時に動いた活断層と動かなかった活断層－姫之湯断層とそれに並走する

活断層の極浅部地下構造の比較－」（代表者：中西利典）を使用した．記して謝意を表す．

引用文献

物理探査学会 編 (1998) 物理探査ハンドブック, 物理探査学会, 1336pp. 伊原敬之助・石井清彦 (1932) 北伊豆震災地調査報文, 地質調査報告, 112, 111pp. 地震調査研究推進本部地震調査委員会 (2005) 北伊豆断層帯の評価. 地震調査研究推進本部, 28pp. 松田時彦 (1972) 1930 年北伊豆地震の地震断層. 星野通平・青木 斌 編「伊豆半島」, 東海大学出版会, 73–93. 中田 高・今泉俊文 編 (2002) 活断層詳細デジタルマップ. 東京大学出版会, 60pp・DVD-ROM 2 枚・付 図 1 葉. 山崎晴雄・佃 栄吉・水野清秀・加藤 完・吉川清志 (1988) 1983 年姫ノ湯断層（姫ノ湯地区）トレンチ 調査. 活断層研究, 5, 29–34.

121 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

2-10 2016 年熊本地震における災害遺産の保存の現状と課題

鳥井真之 1・渡邉 勇 1・藤見俊夫 1・鶴田直之 2･奥野 充 3・池辺伸一郎 4

Current status and problems of preservation of disaster remnants resulting from the 2016 Kumamoto Earthquake

M. Torii1, I. Watanabe1, T. Fujimi1, N. Tsuruta2, M. Okuno3, S. Ikebe4

1 Implementation Research and Education System. Center for Reducing Disaster Risk (IRESC), Kumamoto University. 2-39-1, Kurokami, Chuo-ku, Kumamoto, Japan 2 Department of Electronics Engineering and Computer Science, Faculty of Engineering, Fukuoka University,

Fukuoka, Japan 3 Department of Earth System Science, Faculty of Science, Fukuoka University, Fukuoka, Japan 4 Aso Volcano Museum, 1930-1, Akamizu, Kumamoto, Japan

The 2016 Kumamoto earthquake struck the Kumamoto City and Mashiki and Mifune Towns, Nishihara and Minami-Aso Villages, and brought serious damage to the buildings and people. We present current status on preservation of disaster remnants resulting from the 2016 Kumamoto Earthquake, and discuss problems. Key words: the 2016 Kumamoto Earthquake, preservation, disaster remnants

平成 28 年 4 月の熊本地震では，日奈久断層帯・布田川断層帯の断層の活動により，南西より御船町， 熊本市，益城町，西原村，南阿蘇村において，2 m を超える水平変位を伴う地表地震断層が現出した． また，南阿蘇村を中心にした地域では地震動により大規模な斜面崩壊のほか，10゜前後の緩斜面での

地すべりや，水の関与に乏しい土石流など珍しい現象が発生している (宮縁, 2016 など)．これらの断 層変位や地震動に伴い，民間家屋をはじめとする建築物の倒壊や，道路や橋梁そしてダム堤体など構 造物にも甚大な被害が発生した．これらの痕跡は科学的・工学的視点から重要であり，これからの防 災教育・コミュニケーションに役立ちうる災害遺産として必要に応じて保存することが求められてい る．しかし，地震によって生じた事物の多くは復旧復興の過程で減少しつつあり，特に風化を受けや すい地質現象は特に顕著である．災害遺産の保存には地元住民や自治体，国土交通省などステークホ

ルダーとの調整，保存方法，財源など克服すべき課題も多いことが知られており(高橋ほか, 1999 など)， さらに，災害遺産の保存については住民の反対により難航する場合があることが知られている（橘・

平田, 2013 など）．そこで，今回の熊本地震をケーススタディーとして現在進行中の保存活動を通じて

122 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

1. 災害遺産の抽出，2. 災害遺産の情報化，3. 保存方法の選定，4. 震災遺産の教材化，5. 防災コミュ ニケーションへ応用，6. 交渉過程の記録，7. 保存協議会の開催までの過程を Plan-Do-Check-Action (PDCA) サイクルに基づいて体系的に取り組み，災害直後から災害遺産を保存し活用するために行う べき行動手順の作成を試みている．この講演では現時点において浮かび上がってきた課題とその解決

方法を整理する．

図 1 Plan-Do-Check-Action (PDCA) の概念図

引用文献

宮縁育夫 (2016) 平成 28 年（2016 年）熊本地震によって南阿蘇村周辺域で発生した斜面災害．地学雑 誌, 125, 421-429. 橘 俊光・平田富士男 (2013) 阪神・淡路大震災の記憶等を伝える公園及び公園施設等の現状と課題． ランドスケープ研究, 76-5, 517-520． 高橋和雄・木村拓郎・西村寛史・藤井 真 (1999) 雲仙普賢岳の火砕流で被災した大野木場小学校被災 校舎保存構想の策定に関する調査．土木学会論文集, no. 612, 359-371．

123 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

2-11 島原城周辺におけるジオパークガイドアプリケーションの 実地評価

奥村 勝 1,＊・高橋伸弥 2,＊・鶴田直之 2,＊

A evalation report of Geopark guide application around Shimabara Castle

Masaru Okumura1,＊, Shinya Takahashi2,＊ and Naoyuki Tsuruta2,＊

1 The Information Technology Center, Fukuoka University, Fukuoka 814-0180, Japan 2Department of Electronics Engineering and Computer Science, Faculty of Engineering, Fukuoka University, Fukuoka 814-0180, Japan

＊ACRIFIS-EHAI, Fukuoka University, Jonan-ku, Fukuoka 814-0180, Japan

１．はじめに

国際火山噴火史情報研究所は，火山学・地質学を専門とする自然科学の研究者らと，情報工学を専 門とする工学の研究者らによる学際的研究グループであり，フィールドワーク等で得られる地質情報 （火山噴火史情報）の収集及び蓄積に情報技術を活用し，多目的に活用可能な新たな火山噴火史情報

データベースを構築することを目的としている．同研究所のデータベース班では，火山露頭情報のた

めの新たなデータベースフレームワークを検討，開発するとともに露頭情報の収集，共有のための Web サイトや，露頭画像などを手軽に共有サイトへ投稿するためのスマートフォン向けアプリケーション

の開発を行ってきた[1]． 我々はこれらの取り組みの応用として，「ジオパークを拠点とする市民参加型の地質データの収集と その応用」と題した研究プロジェクトを実施している．地質遺産を多数擁するジオパークの来訪者向

けにこれらの仕組みをアレンジすることにより，来訪者に付加価値の高いジオパーク体験の機会を提 供すると同時に，手軽に地質データの収集に協力できる仕組みを提供することで，ジオパークにおけ

る教育ならびに保全活動を支援するものである[2]．平成 26 年度は，阿蘇ジオパークと島原半島ジオパ ークの協力のもと，スマートフォン向けガイドアプリケーションのコンセプトや機能の絞り込みを行

い，基本機能の確認に重点を置きプロトタイプ版の開発を行った．平成 27 年度は体験価値向上に向け 本格的に開発に取り組み，平成 28 年度は実証評価に向けた準備を進めてきた．本稿では，平成 28 年 11 月に島原ジオパークにおいて実施したジオパーク向けガイドアプリケーション(Android 版)の実地 評価について報告する．

124 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

２．ジオパーク向けガイドアプリケーション

開発したジオパーク向けガイドアプリケーション[3]は，以下のような機能を実装している． 1. 基本機能 (ア) リスト表示（ジオサイトの名称別表示，図 1(a)） (イ) マップ表示（ジオサイトの地図上での位置表示，図 1(b)） (ウ) 各ジオサイトの詳細表示（図 1(c)） 2. 独自機能 (ア) 各ジオサイトへのナビゲーション機能（徒歩，車，図 1(d)） (イ) 各ジオサイトでのチェックイン機能 (ウ) レポート投稿機能 (エ) 各アクション実施時のスコアリング機能 (オ) 獲得スコア確認機能 基本機能については，他のジオパークのアプリケーションと同様のものであるが，我々は現地訪問時

の活用と訪問者の体験価値向上を目標としており，独自の機能を追加している．

(a) List View (b) Map View (c) Detail View (d) Navigation View 図 1 実地評価に用いたモバイルガイドアプリケーションの実行画面（Android 版）

ジオパークの見どころとなる各ジオサイトの情報等については，同研究所で開発した MOMD-GIS[4] を用いたデータベースに格納しており，訪問者が手元のスマートフォンでガイドアプリケーションを 起動すると，インターネットを介してそれらの情報を取得し表示させる仕組みである．今回の現地評 価では，あらかじめ島原ジオパークに関する資料を元に各ジオサイトの画像や説明文章をデータベー

ス側に登録して準備した（図 2）．

125 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

(a) Detail Information of Geosites (b) Geosites/Geopoints on Map 図 2 ガイドアプリケーション向けにデータベースに登録したジオサイト情報

３．島原城周辺における実地評価の概要

平成28 年 11 月 20 日，島原ジオパークの島原城周辺地区において本ガイドアプリケーションを利用 しながら，徒歩にて島原城周辺のジオサイトやジオポイントを巡る実地評価を行った．主な評価項目

は以下の通りである．

1. 島原城周辺でのジオサイト・ジオポイント訪問時の情報取得 2. ジオサイト・ジオポイント訪問時の道案内

3. 体験価値向上のための機能の有用性 4. アプリケーションの操作性などの使いやすさ

実地評価にあたってはガイドアプリケーションの利用の有無，レポート投稿機能の活用の有無など

で 20 代の被験者 8 名を 4 グループに分け，約 4 時間かけて図 2 に登録した島原城周辺のジオサイト やジオポイントの散策（町歩き）を行った．散策後，上述の評価項目に関するアンケートを実施した．

なお，被験者らは島原やジオパーク訪問は初めてで，事前の背景情報はほぼない状況であった．

４．実地評価の結果

まず，表 1 に被験者のグループ分け条件と島原城周辺の訪問箇所数ならびにガイドアプリケーショ ン利用による獲得スコアを示す．グループ A はガイドアプリケーションを用いず，紙のパンフレット と一般的なスマートフォンのみで散策した．グループ B はガイドアプリケーションと紙のパンフレッ トの併用，グループ C と D はガイドアプリケーションのみの利用とした．また，本ガイドアプリケー ションの特徴の一つであるレポート投稿機能（訪問者の口コミ情報）はグループ B と C のみ利用した． 制限時間内の訪問箇所については，15〜30 箇所程度と幅がある結果となった．8 箇所のジオサイト

126 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

は全て訪れることを課したが，その他の訪問箇所についてはグループごとの特性（観光重視，訪問数

重視など）が影響したものと思われる．

表 1 被験者のグループ分け条件

表 2 事後アンケートの結果

次に事後のアンケート結果を表 2 に示す．各設問に関して 5 段階評価とした（5 が最良）．Q1〜Q4 の訪問先情報の見つけ方や訪問先への誘導など現地情報の取得に関しては，ガイドアプリケーション

を利用しなかったグループ A とそれ以外のグループ B,C,D では評価に大きく差が表れ，ガイドアプリ ケーションが土地勘のない場所での散策に有効であったことが確認できた．一方，本ガイドアプリケ

ーションの特徴でもある他の訪問者への情報提供（レポート機能）に関する Q6 では，その必要性は 感じるものの，Q5 の口コミ情報の必要性はやや低い結果が出た（表 2 中の青線枠）．これに関しては， 口コミ情報がジャンル別に整理されていないなど提示方法の問題や，訪問前に閲覧するのが効果的で はないかとの意見が寄せられた．今回の実地評価ではジオサイトならびに周辺の訪問地（湧水）が多 数あったこともこのような結果が出た要因とも思われる．また，訪問先でのチェックインやレポート 投稿などのアプリケーションの活用によって得点が得られるスコアリング機能については，目的や活

用法が不明確であるとの意見が寄せられた．全体的な総評としては，Q7 の知らない土地でのガイドア プリケーションの必要性は高く，Q11 の当日の散策の満足度に対する回答からも紙のパンフレットの

127 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

みグループよりガイドアプリケーションを利用したグループが満足度の高い結果となった．

５．まとめ

3 カ年に渡りジオパーク訪問者への体験価値向上と地質遺産の保全支援を目的としたガイドアプリ ケーションの開発に取り組んできた．最終年度の平成 28 年はアプリケーションの機能としては一定の 実現性が確保できたため，阿蘇ジオパークならびに島原ジオパークでの実証評価を予定していたが，

平成 28 年熊本地震の影響で阿蘇ジオパークでの実施は叶わず，今回の島原城周辺の徒歩圏内での実地 評価となった．今回の一般の訪問者を想定した被験者による実地評価の結果より，ガイドツールとし ての一定の有効性は確認できたが，我々が想定した訪問者間の情報提供機能の有効性の検証までには 残念ながら至らなかった．しかしながら，訪問者自身がガイドアプリケーションの必要性や，ジオサ イト以外の情報を求めていることも確認できたので，これらの特徴を活かせる改善，改良を今後の課

題としたい．

参考文献

[1] 奥村・他, “火山露頭データベース：新たな“知識基盤”の構築とその試作例”, 火山，Vol. 60，No.3，

pp. 349-356，2015. [2] 奥村・他，“ジオパークを拠点とする市民参加型の地質データの収集とその応用”, 第 4 回国際火山 噴火史情報研究集会講演要旨集，A06, 2014.

[3] 矢羽田・他,“訪問者との情報共有を考慮したジオパーク向け情報提供システムの開発”，電子情報 通信学会総合大会，D-9-34，2016. [4] 奥村・他,“データ活用のためのメタ情報を考慮した地理情報システム向けデータベースの提案”，

地理情報システム学会第 22 回学術研究発表大会，2013.

128 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

2-12 複合現実感を用いたジオパークアプリのガイドアプリ開発と その性能評価

鶴田直之・福田将之

Development and performance evaluation of a guidance application using augmented reality for Geopark

Naoyuki Tsuruta, Masayuki Fukuda

Graduate School of Electronics and Computer Science, Fukuoka University, Fukuoka 814-0180 Japan

Our aim is to provide a low cost maintenance free guidance-showing tool by using augmented reality (AR), and to enhance attractions of each geopark. In this paper, we introduce new AR tools that don't require any artificial markers and are applicable to various natural scenes.

Generally, a geopark covers a wide area that consists of multiple geosites. For each geosite, the staff create the content by using our AR-map creator tool. The visitors can download the contents from a web site to their tablet PC. After this, using our onsite-AR tool, visitors can see the guidance, enjoy, learn about and deepen their knowledge about the geopark. In this paper, we also report the result of the feasibility test, in which we appled our AR tools to Aso UNESCO Global Geopark.

Keywords: Geopark Guidance Application, Augmented Reality, Markerless AR

1 はじめに 地質学的に意義のある地形情報は、防災・減災のみならず、地域の町おこしのための観光資源とし ても重要となってきており、ジオパークを設置する自治体が増えてきている。ジオパークを運営する 際には、自然や景観を壊さないことと維持管理の手間や経費がかからないことが望まれるため、物理 的な遺跡の復元や説明用プレートの設置は敬遠されている。そこで、野外で利用する際にコストのか

からないマーカーレス型の AR 技術でありリアルタイム処理が可能な PTAMM(Parallel Tracking And Multiple Mapping)[1]を要素技術として用いてジオパークのガイドアプリの研究を行っている。 しかし、この PTAMM には、屋外では安定して動作しにくいという問題点がある。そこで、PTAMM のアルゴリズムを改良することで以前よりも比較的安定して動作することを確認した。本稿では、こ のガイドアプリの概要と自然特徴点照合の改良によるガイドアプリの屋外での性能評価について述べ

129 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

る。

2 PTAMM PTAMM はカメラでとらえた二次元画面上の特徴点を用いて、カメラの位置姿勢推定を行っている。 このシステムの利用段階は学習時と推定時の二つに分けられる。 学習時には、二次元画像上の特徴点を三次元空間上の点に対応付けられ、点と画像の集合をマップ

する。この学習をマッピングと呼ぶ。 推定時には、カメラ画像とそのカメラ画像から検出した特徴点と、記憶したマップとの対応付けを 行う。この推定によってマップがどのように広がっているかを追跡することができる。この追跡をト

ラッキングと呼ぶ。

3 ガイドアプリの概要 3.1 利用者 ガイドアプリの利用者は、管理者ユーザとエンドユーザの 2 つに分けている。 (1) 管理者ユーザ：管理者ユーザとは、ガイドアプリのコンテンツ作成を行うユーザのことである。コ

ンテンツの作成を次の手順で行う。 ① 現地で CG コンテンツを表示させたい場所周辺の動画を撮影する。 ② 撮影した動画を元にマップの生成、CG コンテンツの配置を行う。

③ 作成したマップ情報を専用のクラウド上に地図アプリ投稿する。また、投稿画面を図 1(a)に示 す。 (2) エンドユーザ：エンドユーザは、Windows タブレットにガイドアプリをダウンロードし、次の手

順でジオパークを観光する。 ① 地図アプリ上から目的地のマップ情報をダウンロードする。ダウンロード画面を図 1(b)に示す。 ② ガイドアプリを起動し、CG コンテンツを楽しむ。

3.2 利用シーン 山などの遠景の大きなものをコンテンツ対象とした場合、ユーザが移動しても特徴点がほとんど移

動しないため PTAMM は使えない。そこでガイドアプリの利用シーンを広域、中域、狭域の 3 つに分 けた。 (1) 広域：数キロメートルの範囲で使用を想定。山と空とのテンプレートマッチングを使いトラッキ ングを行う(以下、本稿では省略する)。 (2) 中域：数十メートルから数百メートルの範囲での使用を想定。シーンを識別して複数のマップを 使い分ける。

130 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

(3) 狭域：数メートルの範囲での使用を想定。 単一のマップを使用する。

1 特徴点照合精度の向上 4.1 問題提起 屋外で PTAMM を利用すると、安定して動作 しない場合が多い。これは屋内に比べて検出す る特徴点が多いことでカメラの位置姿勢推定が うまくいかないことが原因である。そこで、入 力画像にガウスフィルタを用いて画面をぼかし、 検出する特徴点を減らす処理を追加することで、

PTAMM の安定性の向上が見られた[2]。 図 1 ガイドアプリ UI しかし、手ぶれなどの急激な変化によってトラッキングが

うまくいかず、マップ生成が困難な場合が多々ある。 4.2 提案手法

4.1 で述べた問題は、PTAMM の特徴点 抽出にロバスト性の低い FAST を用いて いることが原因である。そこで、FAST よりもロバスト性の高い手法を用いて

FAST 特徴点追跡の補助を行うことを提 案する。

4.3 SURF を用いた特徴点追跡補助 図 2 特徴点の対応付けの補助 図2 に示すように、N-1 フレーム目の FAST 特徴点と同じフレームで検出された SURF 特徴点の中からある程度距離の近い点との XY 平面上

での差分を算出する.差分を用いて N フレーム目での FAST 特徴点の座標を算出する。 4.4 実験結果 FAST よりもロバスト性の高い手法を用いて FAST 特徴点追跡の補助を行い、改良前と改良後での動 作の安定性の比較を行った。改良前では自然風景の特徴点をうまくトラッキングすることができず(図 3(a))、カメラ位置姿勢の誤推定が起こることによって推定できた特徴点が局所にとどまっている(図 3(c))が、改良後ではトラッキングが正常に行われており(図 3(b))シーン全体にわたって特徴点の推定が 行われている(図 3(b)(d))。

131 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

このことから、3 章で述べた中域での利用シ ーンにおいて、複数のマップを使い分けるの ではなく、巨大なマップを一つ生成し、複数 コンテンツを配置することで安定性の向上が

期待できる。

4 おわりに 屋外でのガイドアプリの性能向上のために、

ロバスト性の高い手法を用いることで FAST 特徴点追跡の補助を行う手法を提案し、補助 を行う前と比べると、安定したトラッキング 図３ 性能比較 が行えるようになった。 これによって以前よ りも大きなマップを生成することが可能となった。 しかし、今回の補助システムは 2 次元上の特徴点追跡のみを対象としているので、3 次元推定時に誤 推定を起こすと補助することができない。また、エンドユーザではリアルタイム性が重要視されるた

め、処理時間のかかる追跡補助を行っていない。このためエンドユーザ側では安定して動作しないこ

とが多々ある。 改善案として同研究室内での研究でセンサ情報を用いることでマッピング率の向上[3]が見られたこ

とから、デバイスのセンサ情報を用いることがあげられる。 今後の課題としては、SURF 以外で追跡補助を行った場合の性能比較と、追跡補助とセンサ情報を組 み合わせることによる屋外でのガイドアプリの性能向上が考えられる。

文献 [1] G.Klein and D.W. Murray, Parallel Tracking and Mapping for Small AR Workspace, Proc International

Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR) 2007 [2] 前田佐嘉志,井手翔太,鶴田直之, 特徴点抽出戦略の改良による自然環境を対象とした PTAMM の位 置推定能力の向上 [3] 前田佐嘉志,立花健太郎,福田将之,鶴田直之, 特徴点抽出戦略の改良による自然環境を対象とした PTAMM の位置推定能力の向上

132 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

2-13 市民参加型露頭情報データベースサービス「じおログ」の 今後の展開について

高橋伸弥†,＊・奥村 勝‡,＊・鶴田直之†,＊

Future development plan of GeoLog: Outcrop database service with community participation

Shinya Takahashi†,＊, Masaru Okumura‡,＊ and Naoyuki Tsuruta†,＊

†Department of Electronics Engineering and Computer Science, Faculty of Engineering, Fukuoka University, Fukuoka 814-0180, Japan

‡The Information Technology Center, Fukuoka University, Fukuoka 814-0180, Japan ＊ACRIFIS-EHAI, Fukuoka University, Jonan-ku, Fukuoka 814-0180, Japan

１．これまでの経緯 国際火山噴火史情報研究所は，火山学・地質学を専門とする自然科学の研究者らと，情報工学を専門 とする工学の研究者らによる学際的研究グループであり，フィールドワーク等で得られる地質情報（火 山噴火史情報）の収集及び蓄積に情報技術を活用し，多目的に活用可能な新たな火山噴火史情報デー

タベースを構築することを目的としている．火山噴火史情報の中でも特に，露頭（野外において地層・ 岩石が露出している場所）の情報をデータベース化することは，研究者個人だけでなく防災やアウト リーチの面からも非常に重要であることから，我々はこれまでに，露頭データベース構築の方針につ

いて検討を進めてきた[1]． 表１に，これまでに展開してきたサービスを示す．太字で示したサービスが現時点で稼働中のもの である．データベースサービスを公開するにあたり，提供する機能の検討だけでなく，データベース

そのものの構築手法の検討など，様々な試行錯誤を繰り返し，多様なデータ形式を対象としてタグに

よりそれらを管理する方式と，地理情報システム向けの各種サービスを提供するような API を実装し

たフレームワーク MOMD-GIS（Metadata Oriented Multimedia Database for GIS）とを提案した[2]． 表 1 に示すように，これまで，一般ユーザ向けのサービスと研究者向けのサービスの 2 本立てで開 発を行ってきた．一般ユーザ向けの「じおログ」に関しては，基本的な機能の実装と試験運用を経て， 一般公開に向けた機能追加・ユーザビリティ改善の段階となっている．一方，研究者向けのサービス

に関しては，未だ試行錯誤の状態ではあるが，ある程度，最終形が見えてきた状況となっている．

133 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

表 1 これまでに展開してきたサービス

サービス名 対象 動作環境 利点 欠点

（稼働期間）

じおログ 一般ユーザ Web アプリ モバイル対応 カスタマイズの難しさ

(2012.6~2013.9) (Ushahidi) オープンソース データ形式（基本的に画像の

＋MySQL み）

じおログ２ 一般ユーザ Web アプリ オリジナルソース デザイン・レイアウト

(2013.9~現在) (MOMD-GIS) システム構成が簡素 必要最小限の機能のみ実装

＋MongoDB 各種応用（ジオパーク用ＤＢ・災 基本的に画像のみ

害ＤＢ）への展開が容易

じおログモバイル[3] 一般ユーザ モバイルアプリ 敷居の低さ フィードバックがない

(2015.12~現在) （iOS/Android） 誰でも簡単に利用可能 複数投稿機能の未実装

＋MongoDB EXIF 未対応

基本的に画像のみ

Mediawiki 研究者 Web アプリ オープンソース データベースというよりカ

(2012.2~2013) （mediawiki） カスタマイズが容易 タログ的（ファイル単位では

+MySQL 複数ファイルの取り扱い なくページ単位）

各種ファイル形式に対応

じおログＳＰ[4] 研究者 Web アプリ オリジナルソース タグの自動抽出が未実装

(2014.5~2015.9) （cakePHP） タグクラウドによる直観的な分 ファイル単位ではなくフォ

+MySQL 類・検索 ルダ単位の管理 ownCloud 研究者 Web アプリ オープンソース じおログとの連携

(2015.9~現在) （PHP ベース） 複数ファイルの取り扱い カスタマイズの難しさ

+MySQL 各種ファイル形式に対応 タグ機能が不十分

DropBox 的なユーザインタフェー 位置情報の取り扱いが不十

ス 分

ユーザ管理・グループ管理機能

モバイルアプリ（有償）

２．現状の問題点と今後の展開 一般ユーザ向けのサービスと研究者向けのサービスの機能をそれぞれ充実させた上で，最終的には統 合するというのが当初のプランであった．現時点において，それぞれのサービスの完成度はまだ十分 とは言えない状況ではあるが，共通のプラットフォーム上でサービスを統合することは可能である．

134 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

統合の際に重要となる機能としては，利用者による情報公開レベルの設定機能が挙げられる．これを 実現するためには，情報の公開・非公開だけでなくグループ単位でのアクセス制限機能が必要となる．

現時点では，ファイル共有サービスの ownCloud をベースとすることで実現可能であると考えている． したがって，従来の「じおログ」と ownCloud を連携させたような新サービスが望まれる． またサービスを継続して利用したくなるような仕掛けとして，情報提供に対するなんらかの形での フィードバック機能や新規情報が追加された際の通知機能などは必要不可欠だと思われる．そこで，

Facebook や Twitter のような既存のＳＮＳ等との連携を行うことも考えている． 上記を含めた，次期サービスに必要な追加機能は以下の通りである．

じおログｖ３ じおログモバイル  画面構成・デザインの一新  EXIF 情報の取り扱い  検索機能の強化  複数画像の取り扱い  タグクラウドの実装  新着通知機能  自動タグ付け機能の実装  アプリ側での処理  ownCloud との連携  Twitter/Facebook との連携  各種ファイル形式（動画やパノラマ画 像，画像以外のファイル）への対応

現状における最大の問題点は，利用者をいかにして拡大するかという点である．これを解決するに は，不十分な機能を改善するだけなく，より魅力的な機能を追加して，いわゆるユーザビリティ（使 いやすさ，使い勝手）を向上させる必要がある．また，このような機能レベルでの改善だけではなく，

一般市民の火山学・地質学への興味・関心を惹き起こす仕組みが重要だと考えている．モノとしての アプリケーションを作る準備はすでにある程度できているので，今後はさらに，動画やパノラマ画像

を扱えるようにしたり，３Ｄマップ（図 1）を利用したり，などコンテンツを工夫する必要があるだろ う．現時点でのアイデアとしては，全国または全世界のジオパークをターゲットとして，位置情報を 有効に活用した観光アプリ的なものを検討しており，公式なジオパーク事務局からの情報提供だけで なく一般利用者からの情報を共有し，さらにはポイント獲得やアイテム蒐集といったゲーム的要素を 加え，子供から大人まで広く一般の利用者が参加できるようなものになれば，自然科学に関する素養

を身に着けることに役立ててもらえるのではと期待している．

135 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

図 1 ３Ｄ表現による地図表示（Ｃｅｓｉｕｍを使用）

参考文献

[1] 奥 村・他 , “火山露頭データベース：新たな“知識基盤”の構築とその試作例”, 火山，Vol. 60，No.3, pp. 349-356, 2015.

[2] 奥村・他,“データ活用のためのメタ情報を考慮した地理情報システム向けデータベースの提案,” 地 理情報システム学会第 22 回学術研究発表大会, 2013. [3] S. Takahashi, et. al., Geo-Log Mobile: Development of Mobile GIS Application Based on New Geological

Database Framework for Eruptive History and Informatics,” Proc. International Multi-Conference of Engineers and Computer Scientists 2016, ICICWS II, 2016.

[4] 高橋・他,“地質学研究における研究データ共有のための地理情報データベースサービスの構築,” 情

報処理学会第 77 回全国大会, 2015

136 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

2-14 道路モルタル法面管理のための３次元地形情報 Linked Database System の構築

鶴田直之・立花健太郎

Development a database system of three dimensional geological information for maintenance of shotcrete road slopes

Naoyuki Tsuruta, Kentaro Tachibana

Graduate School of Electronics and Computer Science, Fukuoka University, Fukuoka 814-0180 Japan

Recently, road slopes face an increased risk for collapse. Therefore, it is an urgent task to construct a database system that enables diversified analysis by accumulating many inspection data and correlating them with each other. On the other hand, a new concept so called Linked Open Data (LoD) attracts attention. The purpose of LoD is to connect information stored in multiple clouds and databases to each other, and find new value in a single piece of information. In this paper, we propose a 3D geographic information linked database system. In this system, data of various file formats can be easily stored, and cross-reference relationships between them can be recorded. In addition, retrieval of accumulated data and verification of the convenience of the map application for displaying three-dimensional shape data were performed. Then, we show the result of the evaluation examed by an expert of geology and construction, and the effectiveness of our approach.

Keywords: geographic database system, Linked Open Data, 3D map, road slope

1 はじめに 近年、日本では昭和４０年代に約 800 万㎡/年で施設された膨大なモルタル吹き付け法面の老朽化が 進んでおり、それに伴う災害の対策が課題となっている。これらの災害を予防するためには、法面の 定期的、網羅的な点検とそれらに基づく危険度の予測が必要である。しかしながら、現状の点検は人 材・予算・時間の不足により十分に行われていない。また点検結果のデータの不足により危険度の予 測の精度も低く、緊急性がないと判断された法面の崩落事故も少なくない。その一方で、クラウドや データベース上に蓄積された情報を組み合わせて、単一の情報に新たな価値を見出す LinkedOpenData （以下 LOD）[1]と呼ばれる考え方に注目が集まっている。そこで本稿では、点検・記録・分析の簡略 化及び高精度化（以下高度化）を目的として、3 次元地形情報 Linked Database System（以下法面 DB システム）を提案する。 2 データの特徴 法面 DB には、経年変化も含めた法面データを地図データベースに関連付けて蓄積する。ここでは、

137 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

法面データの特徴を述べる。 2.1 データの多様性 法面データは、点検の際に取得された生 データとそれらを用いた 2 次データから なり、ファイル形式は多様である。生デー タは、モルタル吹き付け等の構造物を把握 するための車載カメラ画像と３次元形状 データ、構造物の亀裂等を定点観測するた めの詳細画像と３次元形状データ、その他 のスケッチや計測データであり、2 次デー タは、点検書（図 1）や論文、白書である

図 1 点検によって得られる点検書の例（防災カルテ） 2.2 データの重要性・特殊性 2.1 で述べた生データは、時間・空間的に希少である。例えば、災害時に崩落した法面のデータは、 その時にのみ得ることができ、復旧とともに消滅する希少性の高いデータとなる。このような希少度 の高いデータを公開し、共有することは法面劣化の原因究明に必要不可欠である。

3 MOMD-GIS を用いた先行研究 第 2 章で述べた特徴を持つデータを保存するデータベースの先行研究として、福岡大学国際火山噴 火史情報研究所が構築した火山露頭データベースがある[2]。これは、同研究所が開発した MOMD-GIS （Metadata Oriented Multimedia Database for GIS）を用いて構築したデータベースである。MOMD-GIS は、NoSQL データベース管理システムである MongoDB に独自の WebAPI を追加した地理情報データ ベース向けフレームワークであり、火山露頭データベースに限らず様々な目的に利用できる。また、 MOMD-GIS では、データをファイル形式に よらずファイル単位で蓄積でき、かつ蓄積 データの作成日付や作成者をメタデータと して柔軟に追加できる。

4 法面 DB システムの実装 法面 DB システムの全体概要図を図 2 に 示す。法面 DB システムのベースには、第 3 章で述べた MOMD-GIS を用いる。そして、 新たに MOMD-GIS の拡張 API と RDF スト アである Virtuoso[5]を追加することで、法 面 DB システムを構築した。ここでは、法 面 DB システムの要件とその実装について 述べる。 図 2 法面 DB システムの全体構成図

4.1 データの公開 法面 DB は、多くの専門家や研究者による高度な分析を可能とするために、蓄積したデータを公開 することを前提として構築する。また、LinkedData 化することで、地質、地形、降雨量、周囲の植生 といった他の情報を関連付け、複合的な分析を可能とする。そのため、蓄積した法面データは、Linked Data の基本原則[3]に則って表現しなければならない。 MOMD-GIS では、登録されたファイルにメタデータとして fileid が付与される。この fileid から URI を生成し、データを世界で唯一に特定するためのキーとして利用する。そして、拡張 API として、フ

138 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

ァイルに付与されるその他のメタデータを RDF（Resource Description Framework）[4]で表現し、RDF ストアに登録する機能を実装する。以上により、公開 URI へのアクセスに対してファイル自身、また はそのメタデータの提供が可能となり、Linked Data の基本原則のうち、1〜3 を満たすことができる。 4.2 データの 3D 化 2.1 で述べた法面データのうち、３次元形状データは、車載カメラ画像から Structure From Motion の 技術を用いた PhotoScan[6]と呼ばれるソフトウェアを利用して作成する。この 3 次元形状データは、画 像処理技術を用いた 3 次元位置合わせによる経年変化の観測に利用される。また 3 次元地図と 3 次元 形状データを重ね合わせることで、周辺情報との関連付けによる多角的な分析が期待できる。 3 次元形状データの形式は多様である。その中でも、法面 DB システムでは、PhotoScan のエクスポ ート機能と Web ブラウザ上での表示の双方に対応した形式として、OBJ・MTL 形式のデータ登録への 対応が重要である。OBJ・MTL 形式では、OBJ、MTL、テクスチャの 3 種類のファイルによって一つ の 3 次元形状データを表現している。従って、3 次元形状データの表示のためには、DB 内でどのファ イルを必要とするのかを保持しておく必要がある。そこで拡張 API として、OBJ ファイルのメタデー タに、必要とされる MTL とテクスチャの fileid を追加する機能を実装し、各ファイル間の必要関係を 保持する。 4.3 データのオリジナリティの保証とデータ間の参照関係の確立 法面データは、データベースの中で、オリジナルデータとしてオリジナリティを保証しておく必要 がある。また災害の原理を検証するためには、論文の原著と同じように、２次データで利用された元 データを唯一に特定して辿れるようにしておくことも重要である。ゆえに、法面 DB 内では、データ 間で参照関係を確立し、直接参照関係にあるデータの順引き、逆引きが行えなければならない。 法面 DB システムでは、２次データ内で利用されている元データは、先に登録しておくことを原則 とする。そして、拡張 API としてデータ間の参照関係を RDF で表現し、RDF ストアに登録する機能を 実装する。なお、参照関係を記述するプロパティには、DCMI（Dublin Core Metadata Initiative）が定義 した DCMI メタデータ語彙である「reference」と「isReferencedBy」を使用する[7]。このように各デー タ間の参照関係を RDF ストアに登録しておくことで、RDF 用クエリ言語である SPQRQL[9]を用いて、 直接参照関係にあるデータの順引き、逆引きが可能となる。 表 1 試作アプリケーションの機能一覧 4.4 法面 DB システムによるアプリケーション 機能名 法面 DB システムを利用した地図アプリケーション 法面データの登録 を開発した。試作アプリケーション内で利用する 3 次 法面データの 3 次元地図へのピン立て表示 元地図には、機能拡張が自由に行える点から、オープ 法面データの検索、一覧表示 ンソースソフトウェアである Cesium[8]を選択した。 3D モデルと 3D 地図の重ね合わせ用の UI 試作アプリケーションには表 1 に示す機能を実装し 3D モデルと 3D 地図の重ね合わせ表示 た。また試作アプリケーションの機能例として、3 次 3 次元形状データのビューア 元地図と 3 次元形状データの重ね合わせ表示結果を図 防災カルテの登録 3 に示す。 防災カルテのビューア

5 専門家の外部評価 開発した試作アプリケーションの評価を共同研究 者である地質・建設コンサルタントの専門家に依 頼したところ、以下の評価を得た。  法面データの登録は容易であり、データの 蓄積が期待できる。  法面 DB の LOD 化やデータ間の参照関係 確立は、道路法面維持管理において有用で ある。  既存の点検書（防災カルテ）を電子化する ことで、点検者の負担軽減が期待できる。 図 3 3 次元地図と 3 次元形状データの重  データ間の参照関係の確立は、登録者のリテラ ね合わせ表示

139 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

シーに依存するため、それを促す仕組みが必要である。  3 次元形状データをビューアで表示できるだけでは、詳細な点検に利用するのは難しい。  蓄積したデータの活用方法を考えていく必要がある。  地図上でのデータのグルーピングやベース地図の変更ができると良い（地形図や地質図）

6 まとめ 本稿では、点検作業の高度化を目的とした３次元地形情報 LinkedDatabaseSystem の構築について報告 した。経年変化も含めた法面データを地図データベースに関連付けて蓄積し、LOD 化することにより、 法面劣化の原因究明と対策工事の優先順位付けに対する貢献が期待できる。

参考文献 [1]. Linked Open Data Initiative, http://linkedopendata.jp/ [2]. 奥村勝・高橋伸弥・鶴田直之・鳥居真之・奥野充、火山露頭データベース：新たな''知識基盤''の 構築とその試作例、火山（60 巻 3 号）、2015 [3]. Tim Berners-Lee. Linked Data - Design Issues, 2006 https://www.w3.org/DesignIssues/LinkedData.html [4]. Graham Klyne and Jeremy J. Carroll. Resource Description Framework （RDF）: Concepts and Abstract Syntax - W3C Recommendation. 2014, https://www.w3.org/TR/2014/REC-rdf11-concepts-20140225/ [5]. OpenLink SOFTWARE, https://virtuoso.openlinksw.com/ [6]. Agisoft PhotoScan, http://www.agisoft.com/ [7]. Dublin Core Metadata Initiative METADATA INNOVATION, http://dublincore.org/ [8]. Cesium, https://cesiumjs.org/ [9]. 加藤文彦・川島秀一・岡別府陽子・山本泰智・片山俊明、2015/11/6、オープン時代の標準 WebAPI SPARQL、株式会社インプレス R&D、p. 237

140 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

2-15 ロンボク島，サマラス火山の 1257 年カルデラ形成噴火と その前兆的な噴火

小林哲夫 1・奥野 充 2・I Wayan Warmada 3

The 1257 caldera-forming eruption of Samalas volcano, Lombok Island, Indonesia, and its precursory eruptions

Tetsuo Kobayashi 1, 2, Mitsuru Okuno3 and I Wayan Warmada4

1 Kagoshima University, 1-21-24 Korimoto, Kagoshima 890-8580, Japan 2 Corresponding author. E-mail: [email protected]

3 Department of Earth System Science, Faculty of Science, Also; AIG Collaborative Research Institute for International Study on Eruptive History and Informatics, Fukuoka University, 8-19-1 Nanakuma, Jonan-ku, Fukuoka 814-0180 Japan

4 Department of Geological Enjineering, Facalty of Enjineering, Gadjah Mada University, Yogyakarta, Indonesia

Keywords: Samalas, Rinjani, Propok, plinian eruption, phreatomagmatic eruption, caldera-forming eruption, AD

1257

１．はじめに

インドネシアには，多くのカルデラ火山が分布し，歴史時代にもカルデラ形成噴火をした火山が 3

つも存在する．古い順に AD 1257 のリンジャニ火山（ロンボク島），AD 1815 のタンボラ火山（スンバ

ワ島） それに AD 1883 のクラカトア火山（スンダ海峡の火山島）である．リンジャニ火山のカルデラ

形成噴火およびその前兆的噴火のほぼ全貌（過去 6000 年間の噴火史）を最初に解明したのは Takada et al. (2003), Nasution et al. (2004) , 古川ほか（2005）である．噴火地点はリンジャニ火山の西山腹（～別

火山）であり，噴火年代は AD 1210～1300 の間と報告した．カルデラ形成噴火の地質についても詳し

い記載がある．Nasution et al. (2010) は噴火の年代幅を縮め AD 1210～1260 の間に限定した．その後，

古川ほか（2013）がカルデラ噴火の推移をより詳しく報告したが，Lavigne や Vidal らは，地質学的・

地球化学的な研究を組織的に行い，カルデラ形成噴火の推移と広域的なテフラの分布を明らかにする

とともに，発生年を氷床コアで顕著な sulfate spike のある 1257 年と特定し，世界的な異常な気候変動

141 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

の時期と一致することを明らかにした（Lavigne et al., 2013; Kartadinata et al., 2014; Vidal et al., 2015,

2016）．本報告では，カルデラ噴火に関連する地質名称等は基本的には Vidal et al. (2015) に従った．

我々はカルデラ噴火の前兆現象にも興味をもっており，インドネシアでも，バリ島のバツールカル

デラの新期カルデラ噴火（5.5 kBP のペネロカン噴火）の数 100 年前に，デイサイト質溶岩の流出をと

もなう前兆的な噴火を見出している（小林ほか，2016）．ロンボク島でも，AD 1257 噴火の約 2000 年

前（2550±50 BP）には，デイサイト質の軽石や溶岩を流出する噴火があったことが報告されており

（Takada et al., 2003; Nasution et al., 2004, 2010），それらのデータをもとに，カルデラ噴火の推移ととも

にその前兆現象についても予察的な調査を行った．その結果，AD 1257 噴火の実態およびカルデラ噴

火の前兆的噴火についても，新たな知見を得たので報告する．

Fig. 1 AD 1257 pyroclastic-flow deposit and related tephras on the northern slope of Rinjani volcano, Lombok Island (8°16'49.9"S, 116°13'38.5"E). (a) Cliff of the AD 1257 pyroclastic flow deposit, (b) Plinian pumice-falls (P1 and P3) and phreatomagmatic ash-fall (P2) immediate below the pyroclastic-flow deposit (P4). Scale is 1 meter.

２．サマラス噴火の推移

噴火堆積物の特徴から，Vidal et al. (2015) はサマラス噴火を 4 期に区分した（P1~P4）．P1 は大規模

なプリニー式噴火による厚い降下軽石堆積物，P2 は激しい水蒸気マグマ噴火による火山豆石層，P3 は

激しいプリニー式噴火による粗粒で広域に分布する降下軽石堆積物，P4 は最後の火砕流堆積物と

142 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

co-ignimbrite ash である（Fig. 1）．本報告では，AD 1257 噴火による一連のテフラを Samalas-1257 テフ

ラ（Sm-1257）と仮称する．北海岸では海に流入した火砕流堆積物の二次爆発により，サージ状の堆積

物が広がっている．Sm-1257 テフラは，西隣のバリ島のみならずジャワ島東部（~660 km）まで分布が

確認されている．噴出量は 33~40 km3 (DRE) であり，過去 1000 年間では最大規模の噴火であった．

今回の我々の調査では，1）火砕流堆積物には明瞭なグランド層（ground layer）を伴うものがあり（Fig. 2），また島の北西海岸でサマラス火山からは地形的障害の裏側にあたる部分にも細粒な火砕流堆積物 が到達していたため，全体的に高速の火砕流であったと推定される．2）北部海岸部では，初期の火砕 流堆積物は当時の海を埋め立てデルタ状の地形を形成したが，その後に二次爆発が頻発し，littoral cone を形成した．この火砕丘上には顕著な火山豆石層が保存されていた．3）Vidal et al. (2015) にも記載さ れているが，バリ島のブヤン・ブラタンカルデラ地域では，下位から細粒降下軽石層（P1），やや粒 径の粗い降下軽石層（P3），co-ignimbrite ash（P4）の 3 層を明確に識別できた（Fig. 3）．

Fig. 2 The pyroclastic-flow deposit (P4) of the AD 1257 Samalas eruption (Sm-1257) at NE foot of Rinjani volcano, Lombok Island (8°21' 15.8"S, 116°30'47.3"E) . GL: ground layer, PCZ: pumice concentration zone. Scale is 1 meter.

143 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 3 The AD 1257 Samalas tephra (Sm-1257) at eastern foot of Adeng volcano in Buyan-Bratan caldera in Bali Island (ca. 130 km west of Samalas; 8°19'19.8"S, 115°09'53.4"E). Two pumice-fall member (P1 and P3) and co-ignimbrite ash-fall (P4)

are preserved in volcanic soil layer. A scraper is for scale.

３．カルデラ噴火の前兆的な噴火

サマラス噴火以前の噴火としては，2550±50 BP にリンジャニ火山山頂火口でデイサイト質の Rinjani pumice の噴火があり，またそれ以前（~6 ka）にリンジャニ火山の東山腹で同じ岩質の Propok pumice

と Lembah 溶岩の流出があった（Takarada et al., 2003; Nasution et al., 2004, 2010）．今回の調査で Rinjani pumice と Propok pumice は同一の軽石層である可能性が高く，噴火年代は Lembah 溶岩の流出後で，両

者間に大きな時間差はないと推定した．なぜならこの軽石は Lembah 溶岩表面の塊状岩塊の隙間を埋め

るように埋積しており（Fig. 4），かつ軽石は溶岩から何らの熱的影響も受けていないからである．当

然ではあるが，溶岩表面と軽石の接触部には土壌は存在していない．おそらく両者の時間差は長くと

も数 100 年程度と推定される．本報告では，既報の Rinjani pumice と Propok pumice をあわせて

Samalas-Propok テフラ（Sm-Pr）と仮称する．また Sm-Pr テフラの分布は，当初の予想よりも広範囲に

及ぶ可能性があり，やや規模の大きな噴火であったと推定される．それゆえ現在のリンジャニ火山の

山頂火口では小さすぎ，サマラス火山の山頂火口で噴火したものと考える．噴火年代については今回

採取した複数の試料での年代測定の結果を待たねばならないが，軽石噴火の年代が既報の 2550±50 BP

と仮定すれば，サマラス噴火（AD 1257）の 2000 年ほど前に，まずリンジャニ火山の東山腹で Lembah

溶岩の流出的噴火があり，その～数 100 年後にサマラス火山の山頂で大規模な軽石噴火が発生したの

であろう．その結果，サマラス火山の山頂には大型の火口（火口湖）が出現したと思われる．

Sm-Pr テフラ以降にも，1～2 回の水蒸気マグマ噴火が発生しており，また Samalas-1257 テフラの最

下部には薄い細粒火山灰層があり，また Samalas-1257 テフラ（P2）はほぼ全体が火山豆石に富んだ細

粒火山灰層であることなどから，Samalas-Propok テフラの噴火後には，サマラス山頂に火口湖が出現し

ていたものと推定される．

144 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 4 Lembah lava and Samalas-Propok tephra (Sm-Pr) at northeastern foot of Rinjani volcano, Lombok

Island (8°22'16.3"S, 116°32'02.8"E) . A scraper is for scale.

このようにサマラス火山の AD 1257 カルデラ形成噴火の約 2000 年前には，リンジャニ火山東山腹か

ら Lembah 溶岩を噴出する流出的な噴火が発生し，その～数 100 年後にはサマラス火山の山頂で

Samalas-Propok テフラの大噴火が発生した．山頂部にはカルデラ湖が出現し，その後の 1～2 回の水蒸

気マグマ噴火を経て，サマラス火山の AD 1257 のカルデラ噴火へと推移した．長期的なデイサイト質

マグマの蓄積過程については高田（2010）が総括的な議論をしているが，Lembah 溶岩以降の噴火の推

移については，Samalas-Propok テフラの分布と噴火様式の変遷を調べるなど，さらなる研究が必要であ

る．

謝辞 高田 亮博士と古川竜太博士（産業技術総合研究所）からは，未公表データなど多くの資料の

提供をうけたため，短期間の調査で多くの成果をあげることができた．本研究には，日本学術振興会

の科学研究費補助金・基盤研究 (B)，「インドネシア・バリ島のカルデラ活動と地熱資源ポテンシャル

評価」（課題番号：24360153，代表者：田口幸洋）を使用した．記して感謝いたします．

引用文献

古川竜太・高田 亮・Nasution, A. (2005) インドネシア・リンジャニ火山の 13 世紀カルデラ形成噴火．

145 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

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Samalas in 1257 A.D. (Lombok, Indonesia). Bulletin of Volcanology, 77, 73. Vidal, C.M., Metrich, N., Komorowski, J.C., Pratomo, I., Michel, A., Kartadinata, N., Robert, V. and Lavigne, F. (2016) The 1257 Samalas eruption (Lombok, Indonesia): the single greatest stratospheric gas release of the Common Era. Scientific Reports, 13p. doi: 10.1038/srep34868

146 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

2-16 インドネシア・バリ島，ブヤン−ブラタン火山の 後カルデラ火山の完新世噴火史

奥野 充 1, 2・アグン ハリジョコ 3・アイ ワヤン ワルマダ 3・ 渡邊公一郎 4・中村俊夫 5・田口幸洋 1, 2・小林哲夫 2, 6

Holocene eruptive history of post-caldera volcanoes in the Buyan-Bratan caldera in Bali Island, Indonesia

M. Okuno1, 2, A. Harijoko3, I.W. Warmada3, K. Watanabe4, T. Nakamura5, S. Taguchi1, 2 and T. Kobayashi2, 6

1 Department of Earth System Science, Faculty of Science, Fukuoka University, Fukuoka 814-0180, Japan 2 ACRIFIS-EHAI, Fukuoka University, Jonan-ku, Fukuoka 814-0180, Japan 3 Department of Geological Engineering, Faculty of Engineering, Gadjah Mada University, Jl. Grafika No. 2

Yogyakarta 55281 DI Yogyakarta, Indonesia 4 Department of Earth Resources Engineering, Kyushu University, Nishi-ku, Fukuoka 819-0395, Japan 5 Institute for Space-Earth Environmental Research (ISEE), Nagoya University, Nagoya 464-8601, Japan

6 Kagoshima University, 1-21-24 Korimoto, Kagoshima 890-8580, Japan

We conducted field survey to establish tephra-stratigraphy in and around Buyan-Bratan caldera in Bali Island,

Indonesia. It contains Tamblingan, Buyan and Bratan lakes. The post-caldera volcanoes, Lesung, Tapak, Sengayang, Pohen, and Adeng, occupies from center to south of the caldera. Tapak volcano has three craters aligned from north to south. A lava dividing the Tamblingan and Buyan lakes flows down to the northwest from the central crater. This lava also covers the tip of the lava flow from Lesung volcano. Therefore, this is a product of the latest eruption in the post-caldera volcanoes. Lesung volcano also has two craters, and specific gully developing on a pyroclastic cone from north to western slope. Lava from the south crater flows down to the western flank beyond the caldera rim. Another lava distributed in the east from the south also surrounds Sengayang volcano. Adeng volcano is surrounded by lava and/or debris avalanche deposits from Pohen volcano. Based on these topographic relationships, Sengayang volcano is the oldest in the post-caldera volcanoes, and then Adeng, Pohen, Lesung, and Tapak volcanoes have been formed up to the present. Coarse-grained scoria-falls around this area are intercalated with two foreign tephras, the Samalas AD 1257 tephra from Lombok Island and the Penelokan tephra (ca. 5.5 kBP) from Batur caldera. The source of these scoria-falls is estimated to

147 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

be Tapak or Lesung volcanoes. It indicates that two volcanoes erupted in the Holocene period.

Key words: Buyan-Bratan caldera, eruptive history, post-caldera volcanoes, 14C dates, geomorphology

１．はじめに

ブヤン–ブラタン（Buyan-Bratan）カルデラ（6 km x 11 km）は，３つの湖（Tamblingan，Buyan，Bratan） を持ち，後カルデラ火山である Lesung，Tapak，Sengayang，Pohen，Adeng 火山が中央から南部を占め る（Fig. 1）．このカルデラは，東隣のバツール（Batur）カルデラやアグン（Agung）火山に比べて活 動的ではないとこれまで考えられてきた（例えば，Ryu et al., 2013）．このカルデラの噴火史は，地熱 システムの発達過程を検討するうえでも重要な鍵になる．この研究では，このカルデラの完新世噴火

史を検討するために，Google Maps を用いて地形的特徴を観察し，現地においてテフラ層序学調査を行 った．

２．ブヤン–ブラタンカルデラの地形的特徴

地形関係（Fig. 1）から，Sengayang 火山が後カルデラ火山のなかで最古の火山であり，その後，Adeng 火山，Pohen 火山，Lesung 火山，Tapak 火山の順で形成されたと考えられる．Tapak 火山は，南北に配 列した火口を持つ３つの山体に細分される．中央の火口から流出した溶岩は，北西に流下して

Tamblingan 湖と Buyan 湖に分離した．この溶岩は Lesung 火山を流下した溶岩の先端も覆う．Tapak 火 山の中央山体は，南部火口の一部を覆い，東側に流下した溶岩の流路は北部山体に規制されており，

この部分が最新のものであると考えられる．南側に流下した溶岩は，Adeng 火山南麓まで達している （Fig. 2）．Tapak 火山北斜面（Loc. 3 など）には，最新期の溶岩に埋め残された古い溶岩も露出して いる（Fig. 1）．Lesung 火山は２つの火口を持ち，北から西側斜面には火砕丘特有のガリーが発達する．

この火山から西側に流下した溶岩はカルデラ縁を越えている（Fig. 3）．この溶岩の層準は，ペネロカ ン（ Penelocan）テフラ（約 5.5 kBP）に近いと考えられる．南側の溶岩は Sengayang 火山を囲む．また， Adeng 火山東麓は Pohen 火山からもたらされた岩屑なだれ堆積物（Fig. 4）に覆われる．

３．ブヤン–ブラタンカルデラのテフラ層序

東隣のロンボク（Lombok）島にあるサマラス（Samalas）火山の AD 1257 噴火によるテフラ （Samalas-1257）とバツールカルデラ（Wheller and Varne, 1986）起源のペネロカンテフラ（Fontijn et al., 2015; Lavigne et al., 2013; Vidal et al., 2015, 2016）が，この地域のテフラ層序を確立する上で便利である． このペネロカンテフラは，約 5.5 kBP の Blingkan 火砕流堆積物に対比される（Kobayashi et al., 2015）． 後カルデラ火山の山麓には，粗粒スコリア層（Yamanaka et al., 2009; Watanabe et al., 2010）が，この２ つの外来テフラに挟まれている（Fig. 3）．カルデラ北側斜面の Loc. 4 で AMS 放射性炭素年代を得た （Fig. 5）．これらの年代値は，最新の２つのスコリア噴火は約 1 kBP と 2.5 kBP にそれぞれおこった

148 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

ことを示す．Locs. 5, 6, 7 などで見られるペネロカンテフラより上位のスコリア層は，粗粒であること から近傍の Tapak 火山か Lesung 火山から噴出したものであると考えられる．すなわち，これらの火山 は，完新世に噴火したことが明らかになった．

Fig. 1. Geomorphological map of the Buyan-Bratan caldera. Terrain mode of “Google Maps” was used as base map. A thick line indicates caldera cliff and crater rim. A medium line indicates boundary of geological units. A thin line indicates flow boundary within the unit. Locality of selected outcrops is also shown.

149 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 2. Photograph showing an occurrence of the youngest lava flow on the southern foot of Adeng volcano (Loc. 1). Only the Samalas 1257 ash overlie this lava.

Fig. 3. Lava flow and scoria falls on the western slope (Loc. 2) of the Buyan-Bratan caldera. (a)

Four scoria falls above the lava flow. Scale on the lava is 1 m. (b) Penelocan tephra (ca. 5.5 kBP) erupted from Batur caldera distributes only outside of the lava (light).

Fig. 4. Outcrop of debris avalanche deposit on the southeastern slope of Adeng volcano (Loc. 8). Based on the distribution (Fig. 1), this deposit was originated from Pohen

volcano.

150 Proceedings of the International Meeting on Eruptive History and Informatics (2016, No.2)

Fig. 5. Columnar section and AMS radiocarbon dates at northern

slope of the caldera (Loc. 4).

謝辞 本研究には，日本学術振興会の科学研究費補助金・基盤研究 (B)，「インドネシア・バリ島の カルデラ活動と地熱資源ポテンシャル評価」（課題番号：24360153，代表者：田口幸洋）を使用した． 記して感謝いたします．

Reference

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152

インドネシア・ロンボク島のサマラス AD1257 の噴火堆積物 ロンボク島北側の海食崖に露出する２次爆発堆積物 Eruptive products of AD 1257 Samalas volcano, Lombok Island, Indonesia Secondary explosion deposits along the northern coastal line of the island