火山 第 60 巻 ( 2015)
第 3 号 399-410 頁

寄 書

霧島火山新燃岳 2011 年準プリニー式噴火における降下火砕堆積物の粒度変化
入山

宙＊・寅 丸 敦 志＊＊（2013 年 12 月 12 日受付，2015 年 6 月 25 日受理）

Stratigraphic Variations in Grain-size Characteristics of Pyroclastic Fall Deposits
During the 2011 Subplinian Eruptions of Shinmoedake, Kirishima Volcano, Japan
Yu IRIYAMA＊ and Atsushi TORAMARU＊＊
Shinmoedake volcano, one of the eruption centers of the Kirishima volcano group in SW Japan, exhibited three
subplinian eruptions in January 2011. This series of eruptions were well observed, and almost all the relationships
between the eruption times and pyroclastic fall deposits have already been reported. However, stratigraphic boundary of
the first and the second subplinian eruptions remained unclear. In order to distinguish the deposits into two sections
corresponding to these two subplinian eruptions, we carried out grain size analysis with higher time resolution. We
collected samples at 3 localities, Takachiho-gawara (Tg : 2.7 km SE), Miike elementary school (Mk : 7.9 km SE), andNatsuo elementary school (Nt : 11.3 km SE). Our measurements of stratigraphic Mdϕ variations show two clear peaks at
Tg (Mdϕ : -3.4〜-1.2) and Mk (Mdϕ : -1.0〜-1.5), but only one gentle peak at Nt (Mdϕ : -0.7〜+1.5). At all localities,
Mdϕ peaks appear at almost the same stratigraphic position, and the farther the distance from the vent is, the finer the
peak Mdϕ values is. Assuming that a single plinian eruption makes a single Mdϕ peak through the deposit, we inferredthat our analyzed deposits correspond to the first two subplinian eruptions (the thickness ratio of the first and the second
subplinian deposits is 7 : 3〜6 : 4). We found that dominant grain sizes vary with time from fine at the initial stage, coarse
at the climax, and fine during the final stages of a single subplinian eruption deposit. Pyroclastic fall deposits were
subjected to the compaction effect for one year after deposition.
Key words : Shinmoedake volcano, Kirishima volcanoes, pyroclastic fall deposit, stratigraphic variation of grain-size
distribution

1．は じ め にれてきた（例えば，Carey and Sigurdsson, 1987 ; Walker,

プリニー式噴火は数時間から 1 日程度継続するが，噴

1980）．しかし，噴火が科学的に観察および観測されて煙高度（噴火強度）に時間変化があることが，最近の連いる場合でも，野外で観察される堆積物と個々の噴火イ

続的なレーダーエコー解析や画像解析によって観測されベントを対応付け，堆積物の鉛直変化と噴火強度の時間ている（例えば，新堀・福井，2012a, b）．一方，プリニー

変化を対比することは時として困難である．

式噴火によって形成された降下火砕堆積物には，正級化

霧島火山新燃岳 2011 年噴火では，形成された降下火や逆級化，およびそれらの繰り返しが見られることがあ

砕堆積物は様々な観測データから噴火の日時，準プリ

り，こうした粒径の変化は噴火強度の変化として解釈さ

ニー式噴火やブルカノ式噴火の回数や噴火継続時間，噴＊〒812-0053 福岡県福岡市東区箱崎 6-10-1
九州大学大学院理学府地球惑星科学専攻
Department of Earth and Planetary Sciences, Graduate
School of Sciences, 33 Kyushu University, 6-10-1 Hakozaki,
Higashi-ku, Fukuoka 812-8581, Japan.
＊＊〒812-0053 福岡県福岡市東区箱崎 6-10-1
九州大学大学院理学研究院地球惑星科学部門

Department of Earth and Planetary Sciences, Faculty of
Sciences, 33 Kyushu University, 6-10-1 Hakozaki, Higashiku, Fukuoka 812-8581, Japan.
Corresponding author : Yu Iriyama
e-mail : iriyama.yu.808@s.kyushu-u.ac.jp

400

入山

宙・寅丸敦志Fig. 1. Index map of Shinmoedake volcano at Kirishima volcanoes, Japan, and sampling sites of the 26-27
January 2011 pyroclastic fall deposits. Tg : Takachiho-gawara (2.7 km SE), Mk : Miike elementary school(7.9 km SE), Nt : Natsuo elementary school (11.3 km SE).

煙高度の時間変化等の観測事実が詳細にわかっている．

を理解する上で重要である．本論文では新燃岳 2011 年

また，噴火と同時あるいは噴火の直後に詳細に現地調査

噴火で生じた降下火砕堆積物について，初めに粒度と堆が行われているため，噴出物と噴火日時の対応関係がほ

積構造の層序変化を定性的に記載する．次に先行研究とぼ解明されている（例えば，Maeno et al., 2014 ; Miyabuchi

比較を行うことで 1 回目および 2 回目の準プリニー式噴

et al., 2013 ; Nakada et al., 2013）．一連の噴火によって形

火により形成された堆積物を抽出し，粒度分析により定成された降下火砕堆積物の層序学的な先行研究のうち，量的な粒度の層序変化を求める．最後に噴火イベントとMiyabuchi et al. (2013) は，噴火ごとに堆積層を分離し，降下火砕堆積物の同定を行い，噴出物輸送プロセスの観

各々の粒度や構成物組成について分析を行った．この中点から粒度の層序変化の要因について考察を行う．

で，新燃岳 2011 年噴火で生じた噴出物の大半を占める 1
月 26 日と 27 日午前の 2 回の準プリニー式噴火の降下火2．地質概要砕堆積物である Unit 2 を相対的な粒度の違いから 3 層

新燃岳 (1420.8 m asl) は九州南部の霧島火山群に含ま(Unit 2L, Unit 2M, Unit 2U) に分離して分析が行われていれる安山岩質火山である (Fig. 1)．霧島火山群は東西 30

る．一方，火口近傍域以外では降下火砕堆積物中に 2 回

km，南北 25 km に広がり，2 つのカルデラを覆う 25 以上の準プリニー式噴火の時間間隙に対応する境界が明確での成層火山やマールから成る（井村，1994 ; 井村・小林，ないため，層序学的には堆積物を 2 回の準プリニー式噴

2001）．霧島火山群の火山活動は約 600 ka のカルデラ形

火に対応した 2 層の降下火砕堆積物に分離することは困成を伴う噴火から開始し，約 330 ka 以降の多様な様式の難である．

噴火活動（プリニー式噴火，ブルカノ式噴火，ストロン

不明瞭である 2011 年 1 月 26 日と 1 月 27 日午前に生

ボリ式噴火，水蒸気噴火）によって現在の火山群を形成

じた 2 回の準プリニー式噴火で形成された降下火砕堆積した（井村・小林，2001 ; Nagaoka and Okuno, 2011）．新物の境界を明らかにすることは，先行研究との対応関係

燃岳では，1716 年から 1717 年にかけてプリニー式噴火

霧島火山新燃岳 2011 年準プリニー式噴火における降下火砕堆積物の粒度変化

Fig. 2.

401

Temporal variation of column height observed by echo sounding (Shimbori and Fukui, 2012a).

が生じ，噴出量は DRE 換算で約 0.07 km3 と見積もられ推定された新燃岳周辺の体積変化量は SP1 と SP2 で同ている（井村・小林，1991）．その後新燃岳では，1822

等である (Kozono et al., 2013)．

年，1959 年，1991 年に小規模な水蒸気爆発が生じている．

3 回の準プリニー式噴火はそれぞれ，噴煙柱高度（新また，2008 年 8 月 22 日の噴火以降，2009 年 11 月 15 日

堀・福井，2012 a, b），噴出率 (Ueda et al., 2013) の時間変や 2010 年 3 月から 7 月にかけて間欠的な水蒸気爆発が化の観点から，1 回の噴火で 1 つのみピークを持つ噴火生じている（下司・他，2010）．

であることが示唆されている．新堀・福井 (2012 a ; Fig.
2) によると，SP1 は 2011 年 1 月 26 日 15:30 頃から噴煙

3．新燃岳 2011 年噴火

が最大で火口から約 7 km の高さまで急激に上昇し，約 2

新燃岳 (Fig. 1) は，2011 年 1 月 19 日にマグマ水蒸気

時間半後に噴火が終了した．SP2 は 26 日 21:30 頃から爆発とみられる噴火を起こした（福岡管区気象台・鹿児

約 4 時間にわたり火口から約 3 km の高さの噴煙を上げ

島地方気象台，2012）．噴火活動が活発化した 2011 年 1た後，27 日 02:30 頃から噴煙が最大で火口から約 7 km

月 26 日には噴煙拡大の主軸を火口から南東方向に持つの高さまで急激に上昇し，その約 2 時間半後に噴火が終

準プリニー式噴火 (SP1) が発生した．27 日の未明に噴了した．SP3 は 27 日 15:41 にブルカノ式噴火が起きた

煙拡大の主軸を火口から南東方向に持つ 2 回目の準プリ

後，16:30 頃から噴煙が最大で火口から約 7 km の高さま

ニー式噴火 (SP2) を起こした後に，15 時 41 分に 1 回目

で急激に上昇し，その約 1 時間半後に噴火が終了した．

のブルカノ式噴火が起こった直後に噴煙拡大の主軸を火赤外画像（気象庁ホームページ1）から，火口直上（九口から南南東方向に持つ 3 回目の準プリニー式噴火

州上空）で，2011 年 1 月 26 日 17:00〜19:00 は 10〜20 度，(SP3) が発生した．その後，溶岩を穏やかに噴出して火2011 年 1 月 26 日 23: 00 か ら 27 日 03: 00 は 約 20 度，

口内に溶岩を蓄積させながら，ブルカノ式噴火を 2011

2011 年 1 月 27 日 04:00〜05:00 は約 40 度の扇型の噴煙

年 9 月 7 日まで断続的に起こした．なお，本論文の SP1の広がりが観測された．SP1 と SP2 の扇状に広がる噴煙から 3 は各々 Maeno et al. (2014) の 26 pm，27 am，27 pmの中心角を比較すると，SP1 の方が SP2 に比べて噴煙がに対応する．

なす扇型の中心角が小さいことが読み取れる (Fig. 3)．
新燃岳 2011 年準プリニー式噴火の噴出物は，茶色，灰噴火による噴出量は SP1 と SP2 をあわせて 15-34×
6

3

6

3

10 m (Maeno et al., 2014)，SP3 が 5. 0〜7. 6 × 10 m

色，白色の軽石からなる．これらの軽石の見かけ密度は(Maeno et al., 2014)，また，火口内溶岩が 1.43×107 m3

3
1.0〜1.4 g/cm（平均密度は，SP1 と SP2 あわせて 1.1 g/cm3，（佐々木・他，2011）と報告されている．3 回の準プリニー
式噴火のマグマ噴出率はいずれも 1〜2×106 kg/s であった (Maeno et al., 2014)．また，噴火中の地殻変動量から

SP3 で 1.2 g/cm3）である (Miyabuchi et al., 2013)．
1

http: //www. jma-net. go. jp/msc/gallery/image_gallery/
VolAsh20110126_i.html

402

入山

宙・寅丸敦志Fig. 3. Satellite images of the 2011 Shinmoedake subplinian eruptions (JMA data). Fig. 3A : 15: 00(JST)〜23: 00 on 26th January. Fig. 3B : 00: 00-08: 00 on 27th January. Circles show expanding
eruption ash cloud from the vent. First and second subplinian eruptions are shown in Figs. 3A and 3B
respectively. The expanding center angle of first subplinian eruption above the vent is smaller than thatof second subplinian eruption.

Miyabuchi et al. (2013) は，新燃岳 2011 年噴火の噴出

Maeno et al. (2014) は，Unit 2 中で軽石の見掛け密度が 6物について噴火時系列に応じた Unit に細分した．3 回% ほど上昇する層位を SP1 と SP2 の境界と対応付けたの準プリニー式噴火の堆積物に着目すると，1 月 26 日

が，詳細な検討は行っていない．

(SP1) および 1 月 27 日午前 (SP2) の噴火は Unit 2 に，1
月 27 日午後 (SP3) の噴火は Unit 3 にそれぞれ対応する．

4．現地観察結果

その中で，Unit 3 下部 (Unit 3 L) は黒色粗粒火山灰層か

本研究では，新燃岳 2011 年噴火直後の 2011 年 1 月 28

らなり，SP3 初期に形成されたことが報告されている．

日から 30 日，噴火から約 1 年後の 2012 年 3 月 13 日お霧島火山新燃岳 2011 年準プリニー式噴火における降下火砕堆積物の粒度変化

Fig. 3.

403

Continued.

よび，約 1 年半後の 2012 年 8 月 14 日と 8 月 25 日に現がみとめられ，黒色粒子の割合は減少し，灰色軽石が大地調査を行った．調査地域はすべて，2011 年 1 月 26 日半を占めるように変化した．一方上部では上方細粒化がおよび 27 日に発生した準プリニー式噴火の主軸方向（火みとめられ，最上部には明瞭な細粒火山灰層が形成され口から南東方向から南南東）である (Fig. 1)．

ていた．

噴火直後の 2011 年 1 月 28 日から 30 日に，火口から2012 年 3 月 13 日に，前回の調査と同様に火口から

7〜11 km の地域で調査を行った．どの調査地点におい

7〜11 km の地域で調査を行った．同地域では，堆積物がても，降下火砕堆積物の粒径と構成粒子の色に関して特あらかた除去されており，観察が出来たのはあまり人の徴的な層序変化が観察された (Fig. 4A, B, E)．降下火砕

立ち入らない場所に限られた．そのような場所では，前堆積物の最下部には細粒な粒子が堆積しており，黒色粒

述の堆積構造が概ね保存されていたが，全体的に層厚が子が多く見られた．降下火砕堆積物下部では上方粗粒化

減少し，最上部に存在していた細粒火山灰の層の存在自

404

入山

宙・寅丸敦志Fig. 4. Photographs of the 2011 Shinmoedake eruption deposits. A : Pyroclastic fall deposits at locality
Mk-a (7.9 km SE). B : Pyroclastic fall deposits at locality Nt (11.3 km SE). C : Pyroclastic fall deposits
at locality Mk-b (7.9 km SE). D : Pyroclastic fall deposits at locality Tg (2.7 km SE). Corresponding
stratigraphic columns are shown in the left (A or B), the middle (C), and the right (D) of Fig. 4E.

体が不明瞭となる一方，堆積物上部の粗粒粒子の粒間に

噴火以前に地表面を覆っていた植物の枝や茎が含まれて細粒粒子が多く認められた (Fig. 4C, E)．

いた．新燃岳 2011 年噴火の堆積物の最下部から上方に2012 年 8 月 14 日および 25 日に，火口から 2〜3 km の向かうにつれて粗粒化が進行し，最も粗粒な部分の上部地域で調査を行った．調査地域の堆積物の最下部には，に黒色の粗粒な火山灰層が観察され，その上部には再び

霧島火山新燃岳 2011 年準プリニー式噴火における降下火砕堆積物の粒度変化

405

Fig. 5. Definitions and positions of separated layers in pyroclastic fall deposits of the 2011 Shinmoedake
eruptions at Kirishima Volcanoes. The corresponding lines of the boundary between Unit 2 and Unit 3
include ambiguity due to sampling sections.

軽石層が存在していた．堆積物の最上部付近では，細粒な粒子が多く見られた (Fig. 4D, E)．
本研究では，降下火砕堆積物の粒度分布の垂直変化を詳しく解析するために，1 枚の層を機械的に複数の区間

サンプル名については，Mk の後に続く a は噴火直後，bは噴火から 1 年後というサンプリング時期を示す．Mka の後に続く下付の 1 は 2011 年 1 月 29 日のサンプルを，2 は 2011 年 1 月 30 日のサンプルを各々示す．

に分けて連続的にサンプリングを行った (Fig. 5)．こう連続サンプリングの方法は以下のとおりである．はじした手法を以下では連続サンプリング，また得られたサ

めに地面に垂直な面を切り出し，堆積物全体の層厚の測ンプルを連続サンプルと呼び，次節ではそのサンプリン

定を行った．堆積物の鉛直方向のコンタミネーションをグ方法を詳述する．

防ぐため，最上部から順にブラシを用いて剥ぎ取るようにして厚さ方向に約 1 cm 間隔のサンプリングを行った．

5．サンプリング手法・結果

下位層のサンプリングの際に上位層の堆積物が混入する

サンプリングは，火口から南東方向に延びる分布軸上ことを防ぐため，剥ぎ取る面積を小さくしながらサンプの 3 地点で，2011 年 1 月から 2012 年 8 月にかけて実施

リングを行った．サンプリング面積は各層のサンプリン

し，あわせて 5 つの連続サンプルが得られた．サンプリ

グ前に撮影した画像から計測した．

ング地点および採取日は Figs. 1, 4, 5 に示した．

連続サンプリングの結果，Tg では 24 層，Mk-a1および2011 年 1 月の調査では，火口から 7.9 km 地点の御池

Mk-a2では 8 層，Mk-b および Nt では 5 層の連続サンプ

小学校で 2 箇所（Mk-a1, Mk-a2 ; 層厚 7 cm），火口から 11.3

ルを得た (Fig. 5)．また，サンプリングを行った最上面

km 地点の夏尾小学校（Nt ; 層厚 4 cm）で連続サンプリンの面積は，Tg では 400 cm2 (20 cm×20 cm)，Mk-a1 ではグを行った．噴火から約 1 年経過した 2012 年 3 月の調

500 cm2 (25 cm×20 cm)，Mk-a2 では 1200 cm2 (60 cm×20

査では，火口から 7.9 km 地点の御池小学校（Mk-b ; 層厚cm)，Mk-b で は 500 cm2 (25 cm × 20 cm)，Nt で は 1200

5 cm）で，噴火から約 1 年半経過した 2012 年 8 月の調査

cm2 (60 cm×20 cm) であった．また，連続サンプリング

では，火口から 2.7 km 地点の高千穂河原（Tg ; 層厚 25を行った各層の質量は，Tg では 119.2〜428.8 g，Mk-a1でcm）で同様に連続サンプリングを行った．なお，Mk のは 143.6〜371.9 g，Mk-a2 では 86.2〜896.3 g，Mk-b では

406

入山

宙・寅丸敦志275.3〜915.5 g，Nt では 69.9〜443.0 g であった．
また，堆積物の経年変化を調べるため，火口から 7.9

た．また，降下火砕堆積物中の Mdϕ と σ ϕ の値の鉛直変化は Fig. 7 に示す結果が得られた．

km 離れた Mk-a1，a2と Mk-b の降下火砕堆積物の堆積物

火口から 2.7 km 地点の Tg では，Mdϕ は -3.4〜-1.2 の全体の質量および密度を計測した．測定方法は以下のと範囲で変化する 2 つのピーク（Fig. 7A 中矢印部分）が見られた．Tg の σ ϕ は 0.7〜2.1 の値が得られ，中央部付近

おりである．
はじめに，連続サンプルの各層を四角錐台と仮定し，で σ ϕ は極大値をとることがわかる（Fig. 7A 丸部分）．

連続サンプリング時に測定した各層の層厚および上面と火口から 7.9 km 地点の Mk では，Tg ほど明瞭ではな

下面の面積を用いて各層のサンプリング体積を算定しいものの，Mdϕ に類似した 2 つのピークが見られた（Fig.

た．測定によって算出したサンプルの体積を用いること

7B 中矢印部分）．Mk-a1では，Mdϕ : -1.0〜0.6，σ ϕ : 0.7〜

により，Mk-a1，Mk-a2，Mk-b の 3 サンプルの堆積物全体

1.3の範囲の値が，Mk-a2では，Mdϕ : -1.0〜1.5，σ ϕ : 0.4〜の単位面積当たりの質量および単位体積当たりの質量1.2の範囲の値が，Mk-b では，Mdϕ : -1.3〜-0.3，σ ϕ : 0.7〜

（堆積物の密度）を算出した．

1.1の範囲の値が各々得られた．また，Mk では Tg に比堆積物密度計測の結果，単位面積当たりの質量は，

べて Mdϕ の値が全体的に大きくなっているが，σ ϕ の値

Mk-a1 で 5.4 g/cm2，Mk-a2 で 5.4 g/cm2，Mk-b で 5.7 g/cm2

は同程度であることがわかる．噴火から約 1 年後にサンという値がそれぞれ得られた．また，単位体積当たりのプリングを行った Mk-b では，Mk-a に比べて層厚が減少

質量（堆積物の密度）は，Mk-a1で 0.8 g/cm3，Mk-a2で 0.8しているにもかかわらず，同じ層序では Mdϕ および σ ϕ

33g/cm ，Mk-b で 1.2 g/cm という値がそれぞれ得られた．

ともに同等の値が得られた．
火口から 11.3 km の Nt では，Mdϕ は -0.7〜1.5 の範囲

6．堆積物と噴火イベントの対応関係

で Tg や Mk に比べて緩やかに変化し，1 つの小さなピー

先行研究でも，本研究でサンプリングを行った 3 地点

ク が み ら れ た．ま た，σ ϕ は 0. 3〜1. 1 の 値 が 得 ら れ たで堆積物の層厚が測定されており，本研究の結果と一致(Fig. 7C)．

する (Maeno et al., 2014 ; Miyabuchi et al., 2013 ; Nakada et

Miyabuchi et al. (2013) は，Tg に相当する Loc. 4 では

al., 2013)．Miyabuchi et al. (2013) の地点名と対比する

Mdϕ : -1.86〜-0.80，σ ϕ : 0.83〜1.10，Mk に相当する Loc. 8と，Tg が Loc. 4，Mk が Loc. 8，Nt が Loc. 7 および Loc.

では Mdϕ : -2.18〜-1.05，σ ϕ : 0.97〜0.99，Nt に相当する

22 に対応する．これらの地点で先行研究の層序区分がLoc. 7 および Loc. 22 では Mdϕ : -0.71〜-0.15，σ ϕ : 0.72〜

概ね妥当であると判断したが，Miyabuchi et al. (2013) が0.86 という値を報告しており，本研究で得た粒度分析結SP2 よりもあとの噴出物と判断した最上部の細粒火山灰

果と同等である．また，先行研究では SP1 および SP2 で層については，SP2 に含まれる可能性があると判断した．

形成された降下火砕堆積物中では 1 箇所のみの堆積物のTg の Layer 22 が Miyabuchi et al. (2013) で記載されてい粗粒化が報告されていたものに対し，本研究で高時間分る黒色粗粒火山灰 (Unit 3 L) を含むこと (Figs. 4, 5) を踏解能の粒度分析を行うことにより，Tg および Mk の 2 地

まえ，本研究では Miyabuchi et al. (2013) の定義する

点では 2 回の堆積物の粗粒化が示された．

Unit 2 および最上部の細粒火山灰層（Tg の Layer 21〜1，
Mk および Nt）について詳細な分析を行い，噴火イベン

8．考トとの関連について考察する．

8-1

察
調査地点間の粒度変化の比較

Unit 2 の粒度の層序変化を調査地点間で比較するため
7．粒度分析手法と結果に，Unit 2 の上限を 1，下限を 0 とする規格化を堆積物に各地点の各層の降下火砕堆積物の連続的な層序変化を施して粒度の層序変化の比較を行った (Fig. 8)．調査地調べるために粒径の粒度分析を行った．粒度分析に先立点間の粒度の層序変化位置を比較したところ，Tg では

ち，サンプルは 110 ℃で約 12 時間乾燥させた．各地点

規格化層準の 0.64 付近で Mdϕ が極大（粒径が極小）との各層のサンプルは -6 ϕ から 2 ϕ の範囲（1 ϕ 間隔）でなる顕著な粒度の変化を示した．一方，Mk および Nt は

ふるいを用いた．1 つのふるいを用いる際，1 分以上手粒度変化が Tg に比べて顕著でないが，Mdϕ が極大（粒動で振動を与えながら上下方向および水平方向に動か

径が極小）となることから類似した粒度変化を示した．

し，試料がふるいの全面に広がるように注意しながら乾Mk と Nt で粒度変化が Tg に比べて顕著ではない原因

式粒度分析を行った．得られた粒度分布から，Inmanとして，堆積物の層厚が小さく，層数が少ないため，Tg(1952) に基づいて Mdϕ と σ ϕ を算出した．その結果，連に比べて分解能が低くなったことが考えられる．また，

続サンプルの Mdϕ と σ ϕ の値は Fig. 6 に示す値が得られ火口からの距離が大きくなるにつれて Mdϕ の値が増加，

霧島火山新燃岳 2011 年準プリニー式噴火における降下火砕堆積物の粒度変化

Fig. 6. Grain-size histograms coarser than 2 ϕ of respective samples from the 2011 Shinmoedake deposits.
Layer 22-24 samples are not analyzed because they are produced after 3rd subplinian eruption.

407

408

入山

宙・寅丸敦志Fig. 8. Normalized stratigraphic variations in Mdϕ and σ ϕof pyroclastic fall deposits associated with the 2011
Shinmoedake eruptions at Kirishima Volcanoes. The
boundary between 1st and 2nd subplinian eruptions isshown as gray-shaded area.

つまり細粒化が生じ，Mdϕ のとりうる範囲が小さくなっていることから，平均粒径が噴出物の輸送距離に依存して変化したことがわかる．
8-2

1 回の準プリニー式噴火における堆積物の粒度変化得られた降下火砕堆積物中の粒度の層序変化を各観測事実と比較し，堆積物と SP1 と SP2 の各噴火イベントの対応関係について考察を行う．SP1 と SP2 は，噴煙の主軸方向 (Fig. 2)，噴煙柱高度（新堀・福井，2012 a, b ; Fig.
2）および噴火中の地殻変動量から推定された新燃岳周辺の体積変化量 (Kozono et al., 2013) が 2 回の噴火でほぼ同一である．このことから，堆積物の分布域が SP1 とSP2 で一致する場合，各地点における両噴出物の層厚は同程度と推定される．このように考えた場合，均質に見える Unit 2 の中央付近（すなわち規格化層準 0.5 付近）に SP1 と SP2 の境界があると推測される．より詳細に見ると，赤外画像（気象庁ホームページ1）から，火口直上（九州上空）で扇状に広がる噴煙の中心角が 2011 年
Fig. 7. Stratigraphic variations of Mdϕ and σ ϕ of the 2011
Shinmoedake eruption deposits. Characteristics of stratigraphic variations of Mdϕ show two peaks (positionsof arrows) at Tg and Mk, and one weak peak at Nt,
which corresponds to positions of materials consistingof coarsest grains. The circle in Fig. 7A corresponds tothe peak position of σ ϕ at Tg.

1 月 26 日 17:00〜19:00 は 10〜20 度，2011 年 1 月 26 日
23: 00 か ら 27 日 03: 00 は 約 20 度，2011 年 1 月 27 日
04:00〜05:00 は約 40 度で観測され，SP1 に比べて，SP2は噴煙が形成する火口を扇頂とした扇形の中心角が大きいことがわかる (Fig. 3)．この影響は，及川・他 (2013)
で報告されている Unit 2 のアイソマスデータで見られる
火口近傍東側の等値線図の広がりに表れていると考えられる．噴出量が同じ場合，扇状の噴煙が SP1 に比べてよ霧島火山新燃岳 2011 年準プリニー式噴火における降下火砕堆積物の粒度変化

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り扇型の中心角が大きな SP2 では，特定の地点で堆積す

対して高時間分解能での粒度分析を行った．その結果，る噴出物の層厚は SP1 よりも小さくなると考えられる．

新燃岳 2011 年噴火の 1，2 回目の準プリニー式噴火の堆

ここで，堆積物の粒度変化 (Fig. 8) を見ると，SP1 と SP2積物の鉛直方向の粒度変化の中で，火口からの距離に応の堆積物の中央よりやや上部の規格化層準 0.6-0.7 の位

じて降下火砕堆積物の Mdϕ の値が細粒側へシフトし，置に粒度変化の特徴的な境界が見られ，この境界が SP1

Mdϕ が 2 つまたは 1 つの粗粒化のピークを持つというと SP2 による堆積物の境界と推定することができる．

類似性を示すことがわかった．最も時間分解能の高い火噴火イベントと堆積物とを対応付けたことにより，

口から 2.7 km の高千穂河原においては，σ ϕ の値が 1 回

SP1 と SP2 の各噴火によって生じた堆積物中の粒度の層の噴火で生じた降下火砕堆積物の最上部付近で上昇する

序変化の様式が推定可能となる．Tg は，Miyabuchi et al.

という結果が得られた．得られた粒度変化を 2 回の噴火

(2013) で Unit 3L と定義された SP3 のはじめに堆積したイベントと対応付けることで 2 回の噴火のイベント境界

黒色粗粒火山灰層が存在するため，SP2 終了時に堆積しが推定され，各イベント中に細粒→粗粒→細粒（逆級化た Unit 2 の最上部を認識することが可能である．このこ→級化）と層序に応じて粒度が変化したと推定された．

とから，Tg では粒度の層序変化の様式は SP1 と SP2 でまた，堆積物全体の層厚および重量の測定結果から，時ほぼ共通し，1 回の噴火によって生じた噴出物は，初め間経過に伴って降下火砕堆積物は粒度の変化様式を保ちに細粒粒子が堆積し，時間経過（堆積の進行）に伴ってつつ粒子間隙が低下したことが示された．

粗粒化し，その後細粒化し，堆積プロセスが終了した，と考えられる．一方 Mk および Nt では，前述したよう謝に Mk-a および Nt の最上部に存在する細粒火山灰は，

東京大学の鈴木雄治郎助教には，火山噴出物の移動に辞SP2 以降の噴出物を含む可能性があるため，厳密には関して，3 次元シミュレーションの結果からアドバイス

SP2 の最後の部分のみ粒度は不明であるものの，全体とをいただいた．産業技術総合研究所の古川竜太博士にしては Tg と類似した粒度の層序変化を示す．

は，isopach maps のデータを提供していただいた．鹿児

8-3 堆積物の経年変化

島大学の木下紀正名誉教授には，衛星画像を用いた噴煙

火口から 7.9 km 離れた Mk-a1，a2と Mk-b の降下火砕の移流に関してアドバイスをいただいた．仙台管区気象

堆積物のサンプリング時期には約 1 年の時間間隙があ台の吉開裕亮さん，九州大学の吉瀬毅さんには，現地調り，2 cm の層厚減少が認められ，最上部の細粒火山灰層査の同行およびサンプリングの協力をしていただいた．

は不明瞭になっていた．このような堆積物の見かけ上の九州大学の池田剛准教授，宮本知治助教，菅原雄博士

変化をもたらした要因を調べるため，堆積物全体の質量（現・土木研究所），秋田大学の星出隆志助教，東京大学

および密度を比較することにより考察を行う．

の市原美恵准教授には，研究に関する貴重な助言をいた

Mk-a1および Mk-a2と Mk-b を比較した場合，1 年程度

だいた．熊本大学の宮縁育夫准教授をはじめとする査読で約 2 cm の層厚減少が認められたにも関わらず，堆積者の方々および火山編集委員の吉本充宏博士には，本論

物全体の単位面積当たりの質量はほとんど変化がなかっ文を改定するにあたり大変貴重なご意見やご助言をいた

た．また，Mk-b の堆積物全体の密度は，Mk-a1，a2 に比だいた．また，本研究の一部は故松本達郎名誉教授のごべて大きい．このことから，堆積後約 1 年の時間間隙で寄付による「松本達郎教授奨学資金」において実施され堆積物の粒子間隙が減少したことが示唆される．また，た．本研究に関わっていただいた方々に対し，記して感Mk-a1，a2 で見られた最上部の明瞭な細粒火山灰層が謝の意を表す．

Mk-b では不明瞭になっていることから，細粒火山灰が堆積物内部へと移動し，粒子間隙へ充填されたことが考えられる．しかしながら，今回は繰り返し測定が行われていないため，今後の研究により測定の精度および粒子間隙の経年変化に関する議論の妥当性について検証を行う必要がある．
9．まとめ

新燃岳 2011 年噴火では 3 回の準プリニー式噴火が生じ，降下火砕堆積物が形成された．1 月 26 日と 27 日午前の 2 回の噴火イベントで形成された降下火砕堆積物に

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