電磁気的観測による島孤成層火山の浅部構造と活動様式との関連性

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本研究の目的は、自然電位、MT観測により、深さ数km以浅の水理構造を推定し、火山の活動様式との関連を調べることである。広く成立している関係を得るために、いままであまり観測対象となっていない静穏な火山も含め、多くの火山での観測を行った。本研究で対象としたのは、浅間、榛名、蓼科、男体、日光白根、那須、吾妻、栗駒、岩手、岩木、霧島の活動様式の異なる11火山である。本研究の結果、当初予想していたよりも火山体は極めて不均質であることが分かった。自然電位については異常を示す斜面と、まったく示さない斜面がある。理論的考察と数値シミュレーションにより、電位異常を示さない斜面下には熱水系が広がっており、火山体の弱い部分を表していることを推定した。自然電位異常を示す斜面の地下数100m以深は、電位の極小付近を境に山頂側が低抵抗、山麓側が高抵抗であることを発見した。このことから自然電位の極小点の場所はそのまま火山体内の熱水系の広がりを表していることが分かった。さらに自然電位と比抵抗の関係を説明するため、熱水流動シミュレーションを行い、山体内で冷たい地下水の流れと熱い熱水の流れがDecoupleされているという新たな熱水系モデルを構築した。さらにこのモデルから得られた電流源分布はシンプルであり、将来インバージョンにより地下の水の流れを推定できる可能性がある。また自然電位異常のうち特に顕著なものは、過去の山体崩壊の位置と対応しており、地下の水の流れが過去の崩壊構造に規定されている可能性を示した。このことを用いて、自然電位からこれまでに知られていない山体崩壊イベントを示唆できる可能性がある。浅間山、岩手山で行った比抵抗構造探査からは、火山体内には冷え固まった残存マグマと考えられる高抵抗体がパッチ状に存在しており、それらが現在のマグマの上昇を阻害している可能性があることが分かった。この結果は今後の構造探査やマグマ供給系の研究に新たな視座を与えるものと考えられる。