Magma mass redistribution process in active volcanoes, revealed by broadband gravity observations

本研究は活動的火山において広帯域の重力観測を実施し、火山内部のマグマ質量移動プロセスを解明することを最終目標としている。本研究の初年度にあたる2022年度は、以下の3つの研究を実施した。(1) キャンペーン重力測定： 本研究は、火山地域における質量時空間変動を把握するため、富士山・箱根・阿蘇・桜島の各火山でキャンペーン相対重力測定を実施した。特に、桜島火山では2022年10月と2023年3月に相対重力測定を実施し、そのデータを1998年以降の重力データと統合することで、1998年以降の重力時間変化を推定した。その結果、桜島火山の中央部では最大+4.1 microGal/yrの重力増加が継続しており、この重力増加は桜島中央部直下の海抜下3.5 kmにおける+8 * 10^9 kg/yrの質量増加で説明可能であることが分かった。この質量増加は、火道内マグマ対流に伴う脱ガスマグマの密度増加を反映しているものと考えられる。(2) 重力連続観測： 本研究は、火山地域における短い時間スケールの重力変化を捉えるため、阿蘇・桜島の各火山で相対重力の連続観測を実施した。また、各火山における新たな連続観測点の増設を念頭に、京都大学で相対重力連続観測を試験的に実施した。その結果、2022年1月15日トンガ火山噴火の気圧変動に伴って、京都大学で約1 microGalの重力変化を検出することに成功した。(3) 重力計の検定観測： 本研究は、相対重力計で得られる重力値の系統誤差や器差を低減するため、北海道から沖縄に至る長距離測線で相対重力計の検定観測を実施した。その結果、複数の相対重力計のスケールファクターを高精度に決定したほか、相対重力計のスケールファクターが読取値に対して線形的に変化していることを示した。

本研究は活動的火山において広帯域の重力観測を実施し、火山内部のマグマ質量移動プロセスを解明することを最終目標としている。本研究の初年度にあたる2022年度は、以下の3つの研究を実施した。(1) キャンペーン重力測定： 本研究は、火山地域における質量時空間変動を把握するため、富士山・箱根・阿蘇・桜島の各火山でキャンペーン相対重力測定を実施した。特に、桜島火山では2022年10月と2023年3月に相対重力測定を実施し、そのデータを1998年以降の重力データと統合することで、1998年以降の重力時間変化を推定した。その結果、桜島火山の中央部では最大+4.1 microGal/yrの重力増加が継続しており、この重力増加は桜島中央部直下の海抜下3.5 kmにおける+8 * 10^9 kg/yrの質量増加で説明可能であることが分かった。この質量増加は、火道内マグマ対流に伴う脱ガスマグマの密度増加を反映しているものと考えられる。(2) 重力連続観測： 本研究は、火山地域における短い時間スケールの重力変化を捉えるため、阿蘇・桜島の各火山で相対重力の連続観測を実施した。また、各火山における新たな連続観測点の増設を念頭に、京都大学で相対重力連続観測を試験的に実施した。その結果、2022年1月15日トンガ火山噴火の気圧変動に伴って、京都大学で約1 microGalの重力変化を検出することに成功した。(3) 重力計の検定観測： 本研究は、相対重力計で得られる重力値の系統誤差や器差を低減するため、北海道から沖縄に至る長距離測線で相対重力計の検定観測を実施した。その結果、複数の相対重力計のスケールファクターを高精度に決定したほか、相対重力計のスケールファクターが読取値に対して線形的に変化していることを示した。