第 4 期中期研究計画「箱根火山の活動に関する研究」の総括
萬年一剛 *1・安部祐希 *1・代田寧 *2・道家涼介 *1・原田昌武 *1・本多亮 *1・行竹洋平 *3A review of studies on activity of Hakone volcano during the fourth medium-term
research plan of the Hot Springs Research Institute of Kanagawa Prefecture
byKazutaka MANNEN , Yuki ABE , Yasushi DAITA , Ryosuke DOKE*1, Masatake HARADA*1, Ryou HONDA*1
*1

*1

*2

and Yohei YUKUTAKE*3
1.

「箱根火山の活動に関する研究」では、「熱水活動、地はじめに箱根火山では 21 世紀に入ってから、地震や地殻変動

殻構造の解明」と「モニタリングおよびシミュレーショ

が数年に 1 度の頻度で活発化してきた。こうした背景

ン手法の開発・高度化」を目指した研究を進めるものとから、第 3 期中期研究計画（平成 23 ～ 27 年度）では、した。具体的な研究内容として、「熱水活動、地殻構造「箱根火山」の研究が研究所全体で取り組むべき最重要の解明」については、浅部地下構造の解析とモデル化、課題として位置づけられ、その活動特性や、温泉湧出機

基盤構造に関する解析、マグマ及び熱水領域の解析、地構の解明による総合的理解が目指された。計画最終年度

殻内における流体分布の解析、活動活発化に関する地の 2015 年には偶然にも規模の大きい活発化があり、同球化学的解析が挙げられた。また、「モニタリングおよ

年 6 月 29 日にはごく小規模な噴火に至った。その翌年

びシミュレーション手法の開発・高度化」については、に策定された第 4 期中期研究計画では、2015 年噴火でGPS スタッキングを活用した観測機能の高度化、火山得られたデータを活用し、県民の安全安心の確保に還元

活動評価のための火山ガス連続観測手法の確立、温泉・していく必要を認識し、3 大テーマのひとつとして「箱熱水を活用した観測手法の検討、が例示された（表 1）。

根火山の活動に関する研究」が設定された。この報告で一方で、こうした研究内容はあくまでも例示で、研究としては最新の手法やトレンドを踏まえて柔軟に実施さは、このテーマに関する研究の総括を行う。
表１

第 4 期中期研究計画の箱根火山の活動に関する研究内容

研究内容

例示

熱水活動、地殻構造の解明

浅部地下構造の解析とモデル化
基盤構造に関する研究
マグマ及び熱水領域の解析
地殻内における流体分布の解析
活動活発化に関する地球化学的解析

モニタリング及びGPS スタッキングを活用した観測機能の高度化

シミュレーション手法の火山活動評価のための火山ガス連続観測手法の確立

開発・高度化

温泉・熱水を活用した観測手法の検討*1

神奈川県温泉地学研究所*2神奈川県環境科学センター*3

東京大学地震研究所〒 250-0032

神奈川県小田原市入生田 586〒 254-0014 神奈川県平塚市四之宮 1-3-39〒 113-0032 東京都文京区弥生 1-1-1

総説 , 神奈川県温泉地学研究所報告 , 第 53 巻 , 19-30, 2021
- 19 -

れてきた。このため、上記の項目立てに従って研究の進いられているが（行竹、2017）、今後は気象庁による火展状況を総括することは困難である。そこでこの総括で山監視などにも実装されることを期待したい。

は、箱根火山 2015 年噴火に関する研究と対応、地殻構

なお、沈み込み帯においては沈み込むスラブを源とす

造と熱水活動の解明、モニタリング及びシミュレーショ

る流体が地殻内を移動する過程が、最近の研究で注目さン手法の高度化の 3 つに大別して、この 5 年間の調査れるようになっており（岩森ほか，2019）、それを示唆研究活動を総覧する。

する深部低周波地震の観測はますます重要性を増してくるものと考えられる。

2.

箱根火山 2015 年噴火に関する研究と対応

2.1.

2015 年噴火のプロセスに関する研究

地殻変動については、地下 7 km 以深の深部膨張源と、海水準付近の浅部膨張源があることが知られていた（代箱根火山では、2001 年以降、数年に１度の頻度で山田ほか、2009）。Harada et al. (2018) は GNSS の観測を体の膨張と地震活動の活発化が認められてきた。このう

元に、深部膨張源と浅部膨張源それぞれの、2015 年のち 2001 年の活発化では大涌谷の蒸気井から放出される

噴火前後の膨張速度を計算によって求めた。この結果、蒸気の勢いが制御不能な状態までに高まった暴噴と呼ば浅部膨張源は噴火前後で膨張速度が変化しなかったことれる状態になり、数ヶ月間継続した。こうしたことからや、深部膨張源は噴火の約２週間前頃に膨張速度が減少（１）マグマまたはマグマ性流体の深部貫入（= 山体膨したことなどが明らかとなった。浅部膨張源の膨張は熱張）、（２）それに刺激された地震活動の活発化、そして水の貫入によって引き起こされると考えられるが、噴火（３）蒸気井の暴噴に示唆されるような熱水活動の高まによって膨張速度が変化しないことから、噴火による熱り、の順番で火山活動が進展するものと考えられてきた。

水の放出は地下の圧力を短期間で低下させるためには十こうした進展は、2015 年噴火の前後でも認められたが、分でないことが示唆された。

詳しい観測と解析により、本中期研究計画期間中にさらなる詳細が明らかになった。ここでは、深部から浅部の2.1.2.

順に、本中期研究計画期間中に明らかになった噴火にい浅部膨張と関連する観測地 殻 変 動 に 関 し て は 合 成 開 口 レ ー ダ（Synthetic

たるプロセスを概観する。

Aperture Radar：SAR）の導入が図られたことが、本研究期間中の特筆すべき進展と言える。日本の合成開口

2.1.1.

レーダを搭載した人工衛星である ALOS-2/PALSAR-2

深部膨張と関連する観測

マグマまたはマグマ性流体の深部貫入は、従来は山体（だいち２号）の解析で、2015 年 6 月 29 日の噴火前から、膨張から漠然と想像されていたが、本中期研究計画期間

大涌谷で局所的な隆起が認められた（道家ほか、2015；

中に、深部低周波地震活動の高まりからも示唆されるよ

道家ほか、2016；Doke et al., 2018a）。解析により、こうになった。箱根火山で深部低周波地震活動が観測さの膨張は地表からの深さ約 100 m に力源があると推定れることは以前から報告があったが（原田ほか、2010；

された（Doke et al., 2018a）。後に電磁探査の結果から、

棚田ほか、1998；棚田、2015）、検知数が少ないため

この力源は箱根火山のキャップロック中に発達した蒸気

火山活動との関連は明らかでなかった。Yukutake et al.

だまりであるとするモデルが提示され（Mannen et al.,(2019) はマッチドフィルター法と呼ばれる、地震計の2019b; Seki et al., 2020）、熱水系の活発化が隆起をもた

連続波形から自動的に低周波地震を検知する方法を導入

らしたことが支持された。ちなみに、この局所的な隆起

して、箱根火山における深部低周波地震の検知数を飛躍は、2015 年５月には想定火口域として周囲に立入禁止的に増加させることに成功した。また検知数が高まった

領域が設けられるなど、観測は防災行政的にも役立てら

深部低周波地震の記録に統計解析を加えることで浅部地れたが（Mannen et al., 2018）、実際にこの膨張範囲内

震活動に先駆して深部低周波地震の活動が増加すること

で噴火が発生し、SAR によるおそらく世界初の噴火地を明らかにした。深部低周波地震の発生原因は明らかで点の予測事例となった。加えて、噴火の 4 日前からはこないが、一般には流体の移動に伴う地震活動であると考の局所的な隆起をモニターするために地上設置型 SAR

えられており、地殻変動とほぼ同時に観測されることかによる連続観測が行われ、噴火直前の急激な隆起が観測

ら、山体の膨張がマグマないしマグマ性流体の移動とされた（Kuraoka et al., 2018）。このように、SAR は噴

箱根直下での貫入によるものであることが示唆される。

火の直前予知に応用できる可能性を秘めており、今後ま

マッチドフィルター法による深部低周波地震の監視は自すます研究が進展すると考えられる。

動化されて、現在、当所における研究用の火山監視に用衛星 SAR の解析からは、噴火前後に生じたクラック- 20 -

による地殻変動も検出され、クラックの姿勢の解析が行

噴火の終わりに最大の振幅が観測された。解析結果から、われた（Doke et al., 2018a）。衛星 SAR は衛星の周回周

ガススラグが噴出口の表面で破裂した際に、地震波と空期に観測が規制されるため、時間分解能が十分でない。

振波の両方が発生したと考えられる。また、タイムラプ

しかし、傾斜計と広帯域地震計の詳細な解析から、噴火

スカメラ記録から推定される火口開口時期と、火山性微当日の朝に発生した地殻変動から衛星 SAR で検出され動の振幅が大きい時間帯は近く、新しい火口の開口時に、たクラックとほぼ同じ姿勢を持ったクラックの活動が明ガススラグの破裂が活発になったものと推定される。

らかになった（Honda et al., 2018）。このことから、このクラックは噴火当日に形成されたものと推定される。

2.2.

2015 年噴火とその後の対応

Doke et al. (2018a) では、地殻変動の解析からクラック

箱根火山の 2015 年噴火は、有史以来初めての噴火での下に、シル状の収縮源を検出しており、収縮源からクあったが、近年の活発化や御嶽山 2014 年噴火を背景に、ラックへの流体移動が噴火の引き金になったとするモデ

行政による様々な防災対策も事前に行われ、大きな混乱

ルが提示されている。

は生じなかった。一方、噴火が発生したことで、大涌谷

なお、上述のクラックの直上の地表では、火口列の地周辺の立入が長期間規制されるなど、新しい防災対応を形が認められ歴史時代の噴火により形成したものと考え実際に経験することになった。こうした貴重な経験につられている（小林ほか , 2006；土屋ほか , 2017；山口ほか，

いて、当所の定期出版物で紹介された（里村 , 2016; 竹

2021）。同様の火口列地形は複数認められるが、箱根火中ほか , 2015；竹中・片山 , 2016; 本間ほか , 2017）。また、山では熱水活動の活発時にはクラックが再活動すること

噴火発生により、箱根火山の最近の活動や噴火前後の観と、再活動が大きい場合は割れ目噴火にいたる可能性が測について紹介が求められて外部の雑誌に投稿された指摘できる。この点は防災上の大きな留意点であろう。

（萬年 , 2016a; 2016b）。加えて、前年の御嶽火山 2014
年噴火で多数の犠牲者がでたため、日本火山学会が登山

2.1.3.

者向けの啓発方法を検討した（萬年，2016c；萬年ほか ,噴火の観測

箱根火山の 2015 年噴火は当所として初めておこなう

2016）。

火山噴火観測であったが、きわめて興味深い観測が行わ

箱根火山の 2015 年噴火の前後に観測された諸々のれた。Yukutake et al.（2018）は、噴火中心で発生した事象や防災対応については Mannen et al. (2018) で総空振を地震計と空振計記録の相互相関解析により検出括された。この総括を含む、当所が実施した箱根火山した。空振は、噴火当日の午前 7 時 32 分に発生しはじ2015 年噴火の観測に関する速報的な報告や類似の火山

めたが、噴火時は視界が悪かったため、噴火開始の正における観測についての知見は、日本火山学会など地

確なタイミングは不明で、火口近傍のタイムラプスカ

球惑星科学関連 5 学会が発行する英文誌 Earth, Planets

メラで泥混じりの雨が確認された午後０時 20 分頃が噴and Space 誌で特集号が発行されたほか（Mannen et al.,

火の開始時刻とされた (Mannen et al., 2018)。しかしそ2019a）、現在、東京地学協会発行の地学雑誌においての 5 時間近く前の午前 7 時 32 分には何らかの噴出現象

邦文の特集号が出版準備中である。また、当所では水蒸が始まっていたものと推定される。ちなみに、この時刻

気噴火に関する知見を広く集め、今後の研究に資するたは、噴火の引き金となった最初のオープンクラックの形

め研究集会を 2019 年と 2020 年の 2 回実施した（安部，成タイミングで（Honda et al., 2018）、7 時 32 分頃に形

2019；萬年・加藤 , 2020）。

成されたクラックが地表近くまで到達して、噴火に至っ

なお、本県にとっては、富士山の噴火に伴う災害もたというモデルが考えられる。噴火の確認は、箱根火山

懸念のひとつである。こうしたことから、箱根山と富2015 年噴火のように火口付近の視界が不良だと極めて士山を対象とした防災訓練が 2017 年 10 月 24 日に箱困難であるが、こうした空振計記録の解析は噴火開始の根町内で開催され、その概要が報告された（本間ほか，判断を遠隔で行うことができるツールとして有用であろ2018）。

う。
また、2015 年噴火では箱根火山での観測史上初めて

3.

地殻構造と熱水活動の解明の明瞭な火山性微動を観測した。Yukutake et al. (2017)

地震や地殻変動、噴気異常などの火山活動の変化の原は，この火山性微動の震源位置を，波形エンベロープの因を考える上で、そうした変化を起こす地殻内の場所が相互相関解析を用いて噴火の噴出口付近と推定した。微どのような性質を持っているのかを知ることは大変重要

動の振幅は、パルス状の空振波の発生と同時に増加し、である。箱根火山の場合、地震地殻変動はマグマや温泉- 21 -

の元となる熱水の動きを示していると考えられ、地殻構が行われたことがあったが（馬場ほか，2009）、2008

造と熱水活動を同時に理解してモデル化する必要があ

年以降は人工信号源を用いた電磁探査である CSAMTる。地殻構造と熱水活動の解明は、2015 年の噴火を受法が用いられ、大涌谷とその周辺の東西約 1 km、南北

けた解析が進むことにより、本研究期間中に大幅な進展

約 1.4 km の範囲に 10 前後の測線が設定されて、最大を遂げた。

深度約 500 m までの比抵抗構造がたびたび測定された（Mannen et al., 2018; Mannen et al., 2019b）。比抵抗構

3.1.

造が何度も測定されたのは大涌谷から 700 ｍほど北に

地震波速度構造

箱根火山では地震波トモグラフィと呼ばれる解析手離れた森林内で、新たな噴気地帯が生じたり、2015 年

法により、地震波の縦波と横波の速度（Vp、Vs）、及びに大涌谷で噴火が発生したため、熱水の上昇系路を探それらの比（Vp/Vs）の地殻内での空間分布が明らかにる必要が高まったためである。また自然信号を利用しなった。地殻を構成する岩盤に流体が存在すると、存在た AMT 法による電磁探査が、大学等の主導により当しない場合に比べて地震波速度は低下するが、低下の度

所の研究員も加わって、2010 ～ 2013 年に箱根全山で合いは流体の種類（マグマか水かなど）や流体で満たさ（Yoshimura et al., 2018）、2017 年に大涌谷付近で実施れた空間の形状によって異なるため、地震波速度構造かされた（Seki et al., 2020）。これらの探査の結果、箱根ら流体の分布や存在形態が推定出来る。Yukutake et al.

火山には神山付近を頂点とするベル型の低比抵抗体（<(2015) は地震波速度構造を明らかにし，マグマだまり

10 Ω m）と、その下に高比抵抗を示す層に大別されると熱水系の分布を推定するとともに、箱根地域で発生すことが分かった。これらは各々、熱水変質によって生じる構造性地震と深部低周波地震の発生場との関連を論じた粘土鉱物であるスメクタイトが発達した難透水層と、た。これによると箱根火山直下では、低 Vp・低 Vs・低熱水が循環する熱水系と解釈された。また、低比抵抗で

Vp/Vs の領域が地下 3 〜 10 km 付近を中心に、低 Vp・スメクタイトの発達する難透水層が、大涌谷付近では極低 Vs・高 Vp/Vs の領域が地下 10 〜 20 km に認められ、めて局所的に高比抵抗を示し、これが蒸気溜まりである

それぞれ熱水系とマグマだまりであると解釈された。

可能性が指摘された。これらの結果により、従来観念的Yukutake et al. (2021) では、Yukutake et al. (2015) よなものに留まっていた箱根火山の熱水系について、実際

りさらに空間分解能が向上した地震波速度構造が示されの観測を基にした具体的な描像を初めて描くことができた。これによると、（1）低 Vp/Vs の領域は流体やガスた。

に富む領域と解釈されること、（2）低 Vp/Vs 領域の上限は地震の下限に一致することから、この付近の温度

3.3.

熱構造

が 350℃前後に推定されること、（3）地殻変動観測で検箱根火山において、これまで温泉温度が上昇するいわ

出される深部膨張源（後述）は明らかに低 Vp/Vs の領

ゆる異常昇温現象が、いくつか報告されている。たとえ域にあること、(4) 深さ 9 km 付近にある低 Vp・低 Vs・ば、2001 年の箱根群発地震活動の際には、その直前か

高 Vp/Vs 領域は解析によりマグマの比率が 4% 程度と、ら強羅および二ノ平で源泉の温度が約３～５℃上昇してこれまで同様の手法によりマグマの比率が推定されていいたことが観測されている（石坂ほか、2002）。このよる火山に比べると、かなり結晶化が進んだマグマだま

うな異常昇温は、火山体内の熱構造や火山活動時の熱水りであると解釈されること、(5) 箱根火山の深部低周波

系が熱輸送に重要な役割を果たしていると思われる。

地震はマグマだまりより深部に連なる低 Vp・低 Vs・高そこで、当所で実施した温泉井の温度検層データ

Vp/Vs 領域で発生しておりこの領域がマグマ供給経路で（1958 年～ 1978 年のデータを使用）を用いて、箱根火あると推定されること、などが示された。

山地域の地温勾配や地中温度構造を推定した。その結果、中央火口丘西側で地温勾配が小さく、東側の一部では高3.2.

いことが分かった。また、局所的に熱水の流入による高比抵抗構造

比抵抗構造とは、地下の岩盤の電気の通しにくさ（＝温域や、地下水の流入による低温域が確認された（原田比抵抗）が、平面的、深さ方向的にどのような分布をしほか、2016b）。現在は実施されていないが、こうしたデーているのかを示すもので、電気探査や電磁探査によってタに基づいた熱水系シミュレーションは、火山活動のみ解析される。比抵抗構造に関する知見は、本中期研究

ならず温泉の成因解明に寄与することが期待される。

計画期間中に飛躍的に向上した。大涌谷付近では、垂直電気探査により解析深度約 30 m の比抵抗構造の測定- 22 -

大涌谷西側におけるかくれ熱水だまりの存在

小塚山、元箱根では信頼区間の高周波側への広がりが顕道家（2017）および Doke et al.（2020）は、2006 〜

著であり、10 Hz 程度までは同じパラメータで説明でき

2011 年に運用されていた ALOS/PALSAR のデータに対ることがわかった。また、大涌谷、駒ヶ岳、湖尻もややし干渉 SAR 時系列解析を実施し、大涌谷の西側におい広がりは小さいが、解析対象周波数帯よりも高周波側まて、直径約 500 m の範囲が沈降していることを明らか

で信頼区間の広がりがある。金時では、信頼区間の広がとした。この沈降は、深さ約 300 m における収縮で説りが解析対象周波数の高周波側の上限よりも低い周波数

明ができ、地表における噴気活動が衰退していることとまでとなり、他の観測点に比べて亀裂系の特徴的なサイ

関連づけ、かつて活発だった熱水だまりが衰退しているズが大きいことを示唆している。

3.4.

様子を見ているものと解釈された。箱根火山の噴気地帯

Yukutake et al. (2016) は地震波干渉法により箱根火山の下には、従来の地殻変動観測では検出されていなかっの地震波速度の時間変化を検出し、こうした変化が箱根

た、「かくれ熱水だまり」とも言うべきこのような熱水火山の地殻変動に伴って発生していることを示した。検もしくはガスだまりが複数存在していることが示唆され出された地震波速度の変化は、2011 年に発生した東北

た（道家ほか、2021）。

地方太平洋沖地震直後にカルデラ内で観測された 1% 程度の低下と、2013 年の活動活発化に伴って中央火口丘

3.5. GNSS による箱根火山活動活発化時の地殻変動観で観測された 0.6% 程度の低下である。これらは、東北測および解析

太平洋沖地震によって箱根火山にかかる応力が大きく変

箱根火山には、温泉地学研究所が独自に設置してい化したことによる熱水の移動と、活動活発化で浅部に生る GNSS 観 測 点 が 多 数 分 布 し て い る。 国 土 地 理 院 のじたオープンクラックの開口にともなう歪の変化を反映

GEONET 観測点、気象庁の仙石原観測点を含めると、したものと考えられている。

箱根火山周辺では、平均して 5 km 程度の間隔で観測点

Ｓ波スプリッティングや地震波干渉法によるモニタリが分布していることになる。温泉地学研究所では、これ

ングは、火山地域の地殻変動に伴う応力変化を検知する

らの観測点を統合的に解析し、その結果を可視化する仕重要なツールとして今後のさらなる研究の進展が期待さ

組みを構築し、火山活動に伴う地殻変動の観測を行なっれる。

ている（Doke et al. 2018b；道家ほか、2020）。加えて、地殻変動を可視化する工夫として、箱根火山周辺の歪の

4.

時間変化の可視化も行なった（道家、2018）。

度化

2019 年の群発地震活動の際には、新たに機動観測用

モニタリング及びシミュレーション手法の開発・高4.1.

地球化学的観測の強化の GNSS アンテナおよび受信機を、観測点の分布密度

火山の地下ではマグマが蓄積しているが、マグマからが少ない箱根火山の外輪山西側（山伏峠）に設置し、臨揮発成分が放出されたり、地下の温度変化に伴う化学平時観測を実施した（道家、2019）。2019 年の活動に伴衡条件の変化に伴って、噴気地帯で放出されるガスの量

う地殻変動は、深さ約 10 km における茂木ソースと、や比率が変化する。火山ガスを精密に分析するためには、深さ（海抜下）0.4 〜 3.3 km に分布するクラックの開多大な労力と特殊な設備が必要であるが、箱根では 21

口で説明される（道家ほか、2019）。なお、干渉 SAR

世紀に入るまで長い間火山活動が低調であったため、当

解析では、2019 年の活動に伴って顕著な地表面の変位

所では火山ガスのモニタリングをしようとする動きがほは観測されなかったが、上記のモデルに基づく地表面変

とんど無かった。しかし、最近になっていくつかのガス位のシミュレーション結果からは、ノイズレベルの地表観測手法が試されて第４期中期研究期間中には大幅な進面変位しか観測されないことが確かめられた（道家ほか、

展を見た。

2019）
。
4.1.1.
3.6.

火山ガスのモニタリング

大涌谷と大涌谷の北 700 ｍ程のところに今世紀に入っ

地殻の亀裂に関する研究

本多（2016）では箱根火山の亀裂系について、S 波スてから新たに生じた上湯噴気では、東海大学との共同研

プリッティング解析によりその特徴を検討した。この研究により、噴気中の二酸化炭素と硫化水素の比率（C/S

究では解析によって得られたスプリッティングパラメー

比）が 2013 年頃から繰り返し測定されている。この測タが有効となる周波数範囲を位相差スペクトルによって定では、噴気中の水蒸気を凝結させた後に残ったガスを推定し、観測点ごとの特徴についてまとめた。その結果、検知管で測定しているが、地殻変動や地震活動の高まり- 23 -

と同時に C/S 比が顕著に増加し、活動の低下とともに全量を算出する DOAS (Differential Optical Absorption

緩やかに低下するパターンが 2013 年、2015 年、2017Spectroscopy) 法（例えば、Mori et al., 2007）を用いた。

年、2019 年の活発化で認められた（代田 , 2016; 代田

現在に至るまで数トン / 日から数十トン / 日程度の放出

ほか , 2017; Ohba et al., 2019; Mannen et al., 2021）。噴率が継続的に測定されており、2015 年の噴火直後に測気の CO2 はマグマ起源、H2S は熱水系起源と考えられ定された 100 トン / 日を超える放出率は測定されている。CO2 増加の要因についてはマグマだまりの上にあない。

るシーリング層にトラップされていた CO2 が放出されるために引き起こされるという点では一致している。し4.1.3.

噴気温度の連続観測

かし、シーリング層は活発化の数ヶ月前に形成される

大涌谷では噴気が多数あるが、高温で酸性であるたとする考え方と（Ohba et al., 2019）、シーリング層はめ、装置による連続測定は困難とされてきた。加藤ほか

常時存在するが活発化の時に破壊されるとする考え方（2019; 2020）では、2015 年の噴火で生じた自然噴気孔（Mannen et al., 2021）があり、一致していない。C/Sにテフロン樹脂などで防護したプローブをおいて、噴気比については大涌谷や上湯などで「多項目火山性ガス成

温度の連続測定を実施し 3 ヶ月以上の連続測定に成功

分観測システム」が 2015 年噴火後に整備された（原田

したが、噴気孔周囲の陥没により測器を失ったり、噴気ほか , 2016a）。このシステムは一定時間おきに噴気中の孔の移動があるなどして、安定的な温度測定には至らな

ガス組成をセンサーで測定し、火山ガスモニタリングのかった。しかし、蒸気井での連続測定には成功をしてお時間分解能を飛躍的に向上させようとする挑戦的な試みり（加藤ほか、2020）、今後は蒸気井の噴気温度測定がで、センサー劣化や結露など様々な課題をクリアする必期待される。

要があったが、最近になって安定的な観測が行われつつ
ある。

4.2.

地球物理的観測の強化

大涌谷地域では C/S 比のほか、パッシブ型検知管に

当所では従来から箱根火山を中心に多数の地震や地殻よる噴気孔周囲の雰囲気中火山ガス濃度の繰り返し測定

変動の観測点を複数設置してきたが、2015 年噴火以降、が実施され、火山活動の高まりに応じたマグマ性ガスの新たな地球物理的観測が加わった。

比率増加が観測されている（Mannen et al., 2021）。大涌谷地域ではこのほか、大気中への火山ガス放出の温泉

4.2.1.

重力による火山活動モニタリング

造成による低減効果を評価するため、火山ガス採取とガ箱根火山では地下構造を推定するための重力測定が実ス比の測定が行われたり（十河ほか、2017）、観光客等施されてきたが、本中期研究計画期間中には、箱根火山の安全確保のため常時観測している大気中の SO2 およの火山活動に伴う密度の時空間変化を検出することが試

び H2S 濃度から、火山活動や火山ガス放出の状況を把みられた。この試みでは、相対重力値の繰り返し観測を握する試みが行われるようになった（池貝ほか、2017；2018 年 7 月に開始し、温泉地学研究所および箱根カル

代田・十河、2020）。

デラ内 8 地点において、1 年に 2 度の頻度で重力値を観測した (風間ほか , 2019)。その結果、大涌谷において

4.1.2.

陸水分布の年周変化と解釈できる 50 µGal 程度の重力値

DOAS による二酸化硫黄放出率の測定

大涌谷では噴火後にそれまで噴気中に少量しか含まの変化が検出された。

れていなかった二酸化硫黄が大量に放出されるようになった。そこで当所では、箱根火山の活動評価のために、

4.2.2.

広帯域地震計の設置

2017 年から大涌谷において放出される二酸化硫黄の放2015 年噴火の当日朝には傾斜計と臨時に設置した広出率の繰り返し測定を行った (安部ほか , 2017; 2018)。

帯域地震計によって約 2 分程度の長周期イベントが観測

当所が繰り返し測定を開始する以前は、箱根火山におけされ、解析の結果、大涌谷付近での流体貫入により形成

る二酸化硫黄放出率の測定は 2015 年から 2016 年までされた、北西―南東走向、開口量 5 cm の開口クラックの間に気象庁 (2016) および気象研究所 (2016) によりによるものと推定された（Honda et al., 2018）。このよ

数回行われただけで、継続的な測定は行われてこなかっ

うに、広帯域地震計による観測は火山研究に必要不可欠た。二酸化硫黄放出率の測定には、二酸化硫黄が特定のな強力なツールであるが、箱根火山における当所の定常

波長の紫外線を吸収する性質を利用して自然光の波長分的な地震観測は短周期地震計によるもののみであったた布の観測から自然光の到来方向に存在する二酸化硫黄のめ、2015 年から広帯域地震観測点を構築する予定であっ- 24 -

た。噴火による対応が多忙であったため遅れたものの、1/25000 の地図から標高を読み取っていたと考えられる

下湯場、駒ヶ岳、早雲山、大涌谷地蔵尊の 4 か所に広帯が、今回は国土地理院提供の基盤地図情報（数値標高モ

域地震観測点を構築できた（本多・行竹、
2015；行竹ほか、デル）を使用した。具体的には、フリーソフトウェアの2017）。同時に、手薄であった箱根火山西側の観測点を

カシミールに観測点座標値を入力し、得られた標高を観補完するため、5 か所の機動観測点を設置し、オンライ

測点の地表面の標高とした。使用した標高基盤地図情報

ンでのデータ収集が可能となった。

のデータは、レーザー測量による 5 m メッシュと、等高線データから作成された 10 ｍメッシュの数値標高モ

熱画像、可視画像による火山活動モニタリング

デルである。埋設型の観測点では、観測点構築時の報告

噴気地帯からは膨大な熱が定常的に放出されている書に記載されたセンサーの着底深度（設置深度）分を標

4.3.

が、噴気地帯は面積的な拡がりがあり、いくつもの噴気高から引いた値を、センサーの標高とした。

があるため全体を把握することは難しい。原田（2018）

加えて、「火山災害対策事業」において 2015（平成では、2016 年１月以降、大涌谷に設置された赤外線カ27）年 10 月現在で整備されたまたは予定の広帯域地震

メラで５分おきに噴気地帯の赤外画像を撮影し、画像全観測点、及び群発地震活動の活発化を受けて緊急に整備体および強い噴気や温泉造成塔などを切り取った画像のされた機動的地震観測点の観測点位置及び観測点の仕様

部分の最高温度を抽出してその時間変化をプロットしなどについて紹介した（本多・行竹、2015）。2015（平た。その結果、画像全体やいくつかの部分画像で明瞭成 27）年以前は箱根火山で設置されていた地震計のすな温度変化を検出した。多くは低下傾向を示しており、

べては、短周期型地震計で固有周期 1 Hz であり、より2015 年噴火以降の噴気の減衰によるものとみられる。

長周期の地震動に対して高感度で観測することができな

今後の活発化の際は、噴気地帯の熱的な変化を確実に捉いという状況であった。そこで 2015（平成 27）年度は、えることが出来るツールとして期待される。なお、この

大涌谷に近い下湯場（箱根温泉供給株式会社敷地内）及手法については気象庁の火山監視でも取り入れられていび湯の花沢噴気域に近い温泉地学研究所駒ケ岳観測施る（例えば、気象庁、2020）。

設内に広帯域地震計を設置することとなった。設置した大涌谷では噴火前後の 2015 年 5 月から 2016 年 7 月

地震計はいずれも Nanometrics 社の Trillium Compact

まで、活動監視のために安価なタイムラプスカメラが設

120 s であり、4 ch 低消費電力型ロガー（計測技研製、置され大量の可視画像が撮影され解析がされた（萬年、HKS-9700）を使用して 200 Hz サンプリングでデータ

2017）。正午前後に撮影された画像の輝度の日ごとの変を収録し、光回線で温地研に送信する。また、箱根火山化を見たところ、2015 年 12 月頃に輝度の高まりがあっの活発化をうけ、地震活動を監視するためにオンライン

た。この時期には地震や地殻変動は認められなかったでデータを収集できる機動観測点を 5 か所（大涌谷の極が、火山ガスの観測では異常が見られており（Mannen

楽茶屋裏の駐車場（大涌谷）、明神林道（金時山）、長尾et al., 2018; Ohba et al., 2019）、何らかの熱的活動の高峠（仙石原）、山伏峠、鞍掛山（元箱根））設置した。地まりがあった可能性が指摘された。一方、可視画像は天震計とテレメータ装置は固有周期２Hz の 3 成分速度型

候や太陽光線の影響も大きく、安価なカメラでは露出補

地震計 (CDJ-S2C-2)、計測技研製 HKS9700（ユビキタ

正が自動で行われてしまう問題もあり、監視の実用化に

スモジュール搭載）である。これによってこれまで裾野はまだ相当の努力が必要と考えられる。

観測点しかなかった箱根火山の西側に観測点ができ、観測点のカバレッジが大幅に向上した。

4.4.

また、本多・行竹（2015）の報告以後には大涌谷地

当所観測網に関する基盤的研究

火山活動の研究やモニタリングは当所の定常観測点に

蔵尊と早雲山にも広帯域地震観測点が整備され、大涌谷よる観測が基礎となることが多いが、その基盤的な情報

周辺における火山性微動や低周波イベントの検知・解析を整備することは重要である。

能力が大幅に向上した。

温泉地学研究所の地震観測点は、1990 年代に現在の観測網が構築されて以降、いくどかの機器の更新はあっ

4.5.

流体貫入時の傾斜計データ

たものの観測点位置の変更はない。しかし、他機関との箱根火山に設置している傾斜計は、2015 年の水蒸気共有においてなんらかの行き違いから正しい情報が共有

噴火直前のように流体の貫入などによる傾斜変化をとらされていないことが分かったため、改めて観測点の位えるのに有効である。しかし、観測点近傍で地震が発生

置情報を調査した（本多、2015）。観測点の設置当時はすると、地震波到達と同時にクラックの収縮とも解釈さ- 25 -

れるような傾斜変動が観測され、一見、地震波によってを示唆している。箱根火山が収縮に転じた事実は観測さ地下のクラックの活動が誘発されたようにも見えることれていないので、マグマ性流体を貯め続けていることにもある。本多（2019）では、地震時に傾斜記録にステッ

なるが、これが火山防災を考える上でどのように評価さプが見られた例を集め、その原因について考察し、箱根れるべきかについては、今後の課題である。箱根火山でで観測された地震時の傾斜ステップはほぼ地殻変動のシは地形的に過去の水蒸気噴火による割れ目火口列が複数

グナルではないと考えてよい、という結論に至った。

認められるが、本中期研究計画期間中の研究で、これらは地下の開口クラックと関連しており、2015 年の活動

4.6.

では歴史時代に活動したことがある開口クラックが再活

降灰シミュレーションの高度化

神奈川県は 1707 年に発生した富士山の宝永噴火で広動したものと解釈された。また、中央火口丘の直下にはい地域が数 cm ～数十 cm の降灰に見舞われており、降SAR による地殻変動観測から複数のかくれ熱水だまり

灰対策の確立は重要である。降灰シミュレーションはことも言うべき熱水だまりの構造があることがわかった。

うした対策の基礎となるものであるが、世界中で広く用

このような知見は、今後の火山活動を監視する上で重要いられているシミュレーションコード Tephra2（Connor

な知見であることに加え、中央火口丘においても噴火口

et al., 2001; Bonadonna et al., 2005）は、降灰粒子の出が開口するポテンシャルには濃淡があることを示し、今発点となる噴煙の形状に大幅な簡略化があるため、再現後の火山ハザードマップ改訂作業を実施する上で考慮す性に問題が生じる場合があることが指摘されていた（萬べき情報と考えられる。本研究期間中にはその他、地震年，2013）。Mannen et al. (2020) では風によって噴煙波形の処理、赤外線画像の解析、比抵抗構造探査、噴気がたなびくケースについて、理論的な噴煙の形状をもの連続測定などによりさまざまな情報を引き出す研究がとに粒子の出発点を設定するという改良を Tephra2 に進展したほか、DOAS による二酸化硫黄放出量測定や加えた新しいコード WT を開発し、その検証を行った。

重力測定、広帯域地震計などの新しい観測が導入され、

WT は火口近傍から遠方まで優れた降灰の再現性を示す

火山観測手法が多様化した。今後は多様化した火山観測ため、2018~2019（平成 30 ～令和元）年度に設けられ手法により、箱根火山の理解が更に進み、県民の安全安た、国の大規模噴火時の広域降灰対策検討ワーキンググ

心に資することが出来るよう、研究活動を推進していき

ループでも利用された（大規模噴火時の広域降灰対策検たい。

討ワーキンググループ , 2020）。一方、現在ではパラメー
タ設定に恣意的なところも残っているため、今後は理論

参考文献

的かつ簡単なパラメータ設定を可能にする研究を推進す安部祐希（2019）水蒸気噴火のメカニズムと予知に関する研究集会参加報告、火山，64, 139-145.

る予定である（萬年、2021）。

安部祐希・原田昌武・板寺一洋・森健彦・高木朗充 (2018)5.

箱根火山大涌谷における二酸化硫黄放出率 〜観測・まとめ

解析手法と 2018 年 6 月までの放出率の推移〜、温本総括の末尾にあたり、火山防災の視点から本中期研

泉地学研究所報告 , 50, 1-18.

究計画期間のあゆみを振り返りたい。箱根火山の活動に関しては、本中期研究計画期間の前から 2001 年以降の

安部祐希・原田昌武・板寺一洋・森健彦・高木朗充・長活動活発化の経験を踏まえて、深部膨張から熱水活動の岡優 (2017) 箱根火山大涌谷における二酸化硫黄放高まりに至るパターンが認識されてきた。本中期研究計

出率の測定、温泉地学研究所報告 , 49, 21-28.

画期間中には、こうした知見に加えて、深部低周波地震

馬場久紀・森沙都未・棚田俊收（2009）箱根大涌谷噴活動の高まりが先駆することや、SAR により地下の圧気域における電気探査 , 日本火山学会講演予稿集

力増加に伴う局所的な隆起が観測されることなどが明ら

2009 年秋季大会 , 128.

かになった。このことは深部低周波地震や、SAR によBonadonna, C., Connor, C. B., Houghton, B. F., Connor,

る地殻変動モニタリングが、火山活動の評価手法として

L., Byrne, M., Laing, A. and Hincks, T. K. (2005)

新たに加わったことを示す。一方、本中期研究計画期間

Probabilistic modeling of tephra dispersal: Hazard

中には、深部膨張が熱水系内で発生していることや、マ

assessment of a multiphase rhyolitic eruption at

グマだまりの結晶比率が他の火山に比べて高い可能性がTarawera, New Zealand. J. Geophys. Res. Solid

明らかになった。こうしたことは、箱根火山の山体膨張

Earth, 110, B03203. 10.1029/2003JB002896の原因がマグマではなく、マグマ性の流体である可能性

Connor, C. B., Hill, B. E., Winfrey, B., Franklin, N. M.
- 26 -

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度検層データから推定した箱根火山の地温勾配，

道家涼介・原田昌武・板寺一洋・加藤照之・中村康弘

温泉地学研究所報告，48, 17-24.

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phreatic eruption of Hakone volcano. Earth, Planets

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0

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