比抵抗連続観測による阿蘇中岳火口浅部熱水系モニタリングの高度化

課題番号：1901

（1）実施機関名：代表機関 :

京都大学理学研究科

（2）研究課題（または観測項目）名：

比抵抗連続観測による阿蘇中岳火口浅部熱水系モニタリングの高度化

（3）最も関連の深い建議の項目：

　1：（1） イ．地震発生・火山噴火の可能性の高い地域

（4）その他関連する建議の項目：

（5）平成20年度までの関連する研究成果（または観測実績）の概要：

　これまで阿蘇火山で行われてきた様々な観測・研究から、浅部の熱水系・熱輸送に関して詳細な情報が得られている。1991年以降京都大学で行っている中岳火口周辺の磁場全磁力連続観測の結果、磁場は数年の時間スケールで増減を繰り返しており、その変動は中岳第一火口直下（200～400m）での温度変化に起因することが明らかになっている。また最近、中岳火口周辺で行われた高密度AMT観測の結果、火口周辺の地下浅部比抵抗の詳細な分布が明らかになり、第一火口直下の磁場変化源と非常に調和的な位置に低比抵抗域が局在する事が明らかになった。その比抵抗値（1～数Ωm）から、この領域に溶存成分に富んだ熱水が貯留している事が明らかになり、深部から供給される火山性流体の一部が火口浅部に滞留し熱だまりを形成、そこに蓄えられる熱量が時間変化している事が推定されている。また最新の観測・研究の結果、地下の熱だまりに蓄えられる熱量は数ヶ月単位の短い時間スケールでも変化している事が明らかになった。その一例として、火口湖水位・水温の連続観測の成功があげられる。観測の結果2007年9月以降、火口湖からの放熱量が約20%増加したことが明らかになり、火山性微動の振幅にも対応した変化が見られた。また磁場にも対応した変化が見られ、その傾きから火口直下の熱だまりにおいて蓄熱の過程が進行している事が明らかになっている。

（6）本課題の5ヶ年の到達目標：

　火山噴火の多様性を普遍的に説明できるモデルを構築するには、現象を高精度にモニターする事が必要である。特に、地下浅部における火山性流体の挙動は火山学にとって本質的に重要である。マグマが上昇して地下熱水系に到達する、あるいはある深さでマグマが上昇を停止し、マグマから分離した火山ガスが地下熱水系に到達するといった過程を把握することが、噴火予測の高精度化に求められている。こうした現象に伴う地下火山性流体の状態変化を捉える為の観測手法を確立することは、火山噴火の多様性を理解する上で重要な情報であり、噴火予知の高精度化に大きく貢献する。本研究では、電磁気学的な手法を用い火山体浅部における火山性流体の状態変化を捉える事を目的とする。また、こうして得られる結果と、地震観測、地磁気観測、水位観測などから得られる結果と対応をとる事で、浅部熱水系の状態変化が火山活動とどのような対応を持つかを明らかにする。
　近年、TDEM法を基にした高精度・高時間分解能の浅部比抵抗連続観測システムが開発され実用化されている。平成21年度からの5ヶ年において、阿蘇中岳火口周辺において、こうした観測システムを用いた観測点アレイを構築する。また、高時空間分解能での連続比抵抗モニタリングを実施し、火口直下の熱水だまりについて、これまでの研究から示唆される数ヶ月単位の短いタイムスケールで生じる熱水系状態変化に伴う比抵抗値変化、領域の拡大・縮小を捉える。また、現在実施している地震観測、地磁気観測、水位・水温観測などの結果との比較から、熱・水収支モデルのパラメータの最適化を行いモデルの高精度化を行う。

（7）本課題の5ヵ年計画の概要：

平成21年度：

●  平成21年度
比抵抗モニタリングの予備観測を実施し、観測・データ解析システム構築の為の、基礎的な情報を収集する事を主目的とする。

● 平成22年度
比抵抗連続観測システムを展開し、連続観測を実施する。
京都大学で行われている既存の研究・観測（地震観測、磁場観測、火口湖水位・温度観測による放熱量推定）を継続して行う。磁場観測の高度化を行う。現状の現地収録観測をテレメート化しより欠足の少ない観測データ取得を目指す。これにより、高い時間分解能で地下の熱的状態推移を推定する。

● 平成23年度
比抵抗連続観測及びその他の観測を継続する。
火口湖からの放熱量推定の高度化を行う。火口湖水位を連続的に測定するためレーザー距離計による観測を行う。無線温度計による火口湖水温連続観測を行う。

● 平成24年度
比抵抗連続観測及びその他の観測を継続する。
比抵抗観測から得られる結果を基に火口の浅部熱水系モデルを構築する。

● 平成25年度
比抵抗連続観測及びその他の観測を継続する。
抵抗観測から得られる浅部熱水系モデルについて、磁場観測、放熱量推定から得られる結果との比較・評価を行いモデルの高精度化を目指す。

（8）実施機関の参加者氏名または部署等名：

担当者：宇津木充 （京大・理）
参加者：鍵山恒臣、大倉孝宏、吉川慎、井上寛之（京大・理）、神田径（京大・防災研）、小山崇夫（東大・地震研）
この他に、当施設の機関研究員、京都大学の大学院生（2～3）名が参加する。

他機関との共同研究の有無：なし

（9）公開時にホームページに掲載する問い合わせ先

部署等名：京都大学大学院理学研究科附属地球熱学研究施設火山研究センター
電話：0967‐67‐0022
e‐mail：utsugi@aso.vgs.kyoto‐u.ac.jp
URL：http://www. vgs.kyoto‐u.ac.jp/