地盤変動・振動観測による溶岩噴出量推定への挑戦

ブルカノ式噴火に代表される爆発的な噴火は、火口底に溢流した溶岩を岩塊として放出する。この溶岩は噴火直前の増圧源の「蓋」の役割を果たしていると考えられており、爆発の深度からは溶岩の厚さ、つまり火口底溶岩の量に関連する知見が得られる可能性がある。上記の考えのもと、最大到達距離から期待される岩塊初速、噴火と同時に観測される空気振動記録、岩塊の運動方程式に基づき、噴火時の爆発深度を検討した。対象としたのは2020年以降の桜島南岳、2021年の諏訪之瀬島御岳の噴火活動である。岩塊の到達距離は射出角が63°の時に最大となるため、最大到達距離から最大鉛直初速度(Vmax)を推定することができる（井口・他，1983）。また射出時の岩塊の一次元運動方程式において、鉛直速度は岩塊運動を推進する圧力の一回積分（Pint）と対応関係にある。噴火と同時に観測される空気振動記録の振幅距離減衰を補正し、一回積分観測波形における空振パルスのピーク値（Imax）がVmaxに対応するPintを代表するものとする。Vmax獲得時における重力加速度の影響は無視できるものとし、また岩塊形状を直方体とすれば、運動方程式は密度ρと深度dを用いてVmax = Imax /ρdという関係に近似できる。ρを2500 kg/m3と仮定すると、検討した981の噴火事例の爆発深度は概ね1-4 m程度に分布する。対象とした噴火の中で最も岩塊到達距離が長い（3.3km）桜島南岳2020年6月4日の噴火の例では、爆発深度は13.8 mと推定される。直近の測量結果から火口内半径をと仮定すると、この噴火前に火口内に溢流していた溶岩体積は7.5×104 m3に相当する。この推定は1958年の桜島南岳の噴火直前の火口内溶岩流出量を航空写真から検討した横山(1961)の結果（7.9×104 m3）と矛盾しない。

ブルカノ式噴火に代表される爆発的な噴火は、火口底に溢流した溶岩を岩塊として放出する。この溶岩は噴火直前の増圧源の「蓋」の役割を果たしていると考えられており、爆発の深度からは溶岩の厚さ、つまり火口底溶岩の量に関連する知見が得られる可能性がある。上記の考えのもと、最大到達距離から期待される岩塊初速、噴火と同時に観測される空気振動記録、岩塊の運動方程式に基づき、噴火時の爆発深度を検討した。対象としたのは2020年以降の桜島南岳、2021年の諏訪之瀬島御岳の噴火活動である。岩塊の到達距離は射出角が63°の時に最大となるため、最大到達距離から最大鉛直初速度(Vmax)を推定することができる（井口・他，1983）。また射出時の岩塊の一次元運動方程式において、鉛直速度は岩塊運動を推進する圧力の一回積分（Pint）と対応関係にある。噴火と同時に観測される空気振動記録の振幅距離減衰を補正し、一回積分観測波形における空振パルスのピーク値（Imax）がVmaxに対応するPintを代表するものとする。Vmax獲得時における重力加速度の影響は無視できるものとし、また岩塊形状を直方体とすれば、運動方程式は密度ρと深度dを用いてVmax = Imax /ρdという関係に近似できる。ρを2500 kg/m3と仮定すると、検討した981の噴火事例の爆発深度は概ね1-4 m程度に分布する。対象とした噴火の中で最も岩塊到達距離が長い（3.3km）桜島南岳2020年6月4日の噴火の例では、爆発深度は13.8 mと推定される。直近の測量結果から火口内半径をと仮定すると、この噴火前に火口内に溢流していた溶岩体積は7.5×104 m3に相当する。この推定は1958年の桜島南岳の噴火直前の火口内溶岩流出量を航空写真から検討した横山(1961)の結果（7.9×104 m3）と矛盾しない。