噴火微動の発生過程に関する研究

噴火微動記録は噴火規模や推移を定量的に記述することに有効であり,その発生機構の解明は噴火過程の理解や噴火予知の実現に不可欠である.本研究は,世界各地で記録されている噴火微動の共通の特性を明らかにし,その発生過程を実験的に明らかにするものである.過去の文献から噴火微動の最大振幅,継続時間を調べ,火山構造,マグマ特性,爆発指数,噴火継続時間などとともにデータベースを構築した結果,噴火微動の以下の特長が明らかとなった.(a)噴火微動の強度を表すReduced Displacementは噴出口面積にほぼ比例する.(b)微動の波動エネルギーと噴出物質の力学的エネルギーの比である地震波効率は,割れ目噴火の場合には10^<-2>〜10^<-4>,円形の噴出口からの噴火の場合10^<-4>〜10^<-7>と推定された.(c)噴火微動の振幅は時間的に次のように推移する.Stage I:振幅の漸進的な増大;Stage II:最大振幅の維持;Stage III:振幅の漸進的な減少.Stage Iを顕著に示す微動の多くは,一連の火山活動の中で最初の大噴火に伴われた.Stage IIIは約90%のイベントで確認された.(d)噴火微動の最大振幅から推定されるマグニチュードは,同一の噴出口半径で励起された爆発地震のマグニチュードと比較すると,明らかに小さく,異なる噴出口半径依存を示すことが明らかとなった.次に,数値的な実験を行った.その結果,マグマ性流体が大気中に噴出される際には,噴出に伴うマグマ溜まりの圧力減少に伴い長周期の地震波が励起されるだけでなく,大道やマグマ溜まりの共鳴運動により短周期の地震動が励起されることが明らかとなった.この短周期波動の振幅は,噴火直後に増大し,その後,時間経過とともに減少する.この短周期微動は噴火微動として観測されていると考えられる.

噴火微動記録は噴火規模や推移を定量的に記述することに有効であり,その発生機構の解明は噴火過程の理解や噴火予知の実現に不可欠である.本研究は,世界各地で記録されている噴火微動の共通の特性を明らかにし,その発生過程を実験的に明らかにするものである.過去の文献から噴火微動の最大振幅,継続時間を調べ,火山構造,マグマ特性,爆発指数,噴火継続時間などとともにデータベースを構築した結果,噴火微動の以下の特長が明らかとなった.(a)噴火微動の強度を表すReduced Displacementは噴出口面積にほぼ比例する.(b)微動の波動エネルギーと噴出物質の力学的エネルギーの比である地震波効率は,割れ目噴火の場合には10^<-2>〜10^<-4>,円形の噴出口からの噴火の場合10^<-4>〜10^<-7>と推定された.(c)噴火微動の振幅は時間的に次のように推移する.Stage I:振幅の漸進的な増大;Stage II:最大振幅の維持;Stage III:振幅の漸進的な減少.Stage Iを顕著に示す微動の多くは,一連の火山活動の中で最初の大噴火に伴われた.Stage IIIは約90%のイベントで確認された.(d)噴火微動の最大振幅から推定されるマグニチュードは,同一の噴出口半径で励起された爆発地震のマグニチュードと比較すると,明らかに小さく,異なる噴出口半径依存を示すことが明らかとなった.次に,数値的な実験を行った.その結果,マグマ性流体が大気中に噴出される際には,噴出に伴うマグマ溜まりの圧力減少に伴い長周期の地震波が励起されるだけでなく,大道やマグマ溜まりの共鳴運動により短周期の地震動が励起されることが明らかとなった.この短周期波動の振幅は,噴火直後に増大し,その後,時間経過とともに減少する.この短周期微動は噴火微動として観測されていると考えられる.