コースタル・テクノロジー 2022 特別講演

海底火山噴火による我が国への影響～軽石漂流シミュレーションの取り組みなど～
ご講演者：海洋研究開発機構 付加価値情報創生部門 アプリケーションラボ ラボ所長代理

宮澤 泰正 氏

講演日：2022 年 11 月 30 日（水） 於：星陵会館（本稿は、コースタル・テクノロジー2022 の特別講演を抜粋し、編集した内容となっています。）●海洋研究開発機構（JAMSTEC）

利用していくという部門です。あとは、大きな海域の地震とか、今回の火山活動といったことを研究していく部門があります。

今日は、突然軽石が発生して、特に沖縄を中心とした港湾で私の属している付加価値情報創生部門は、基礎的な研究をもはかなり甚大な影響を及ぼし、その後本土にも漂流してきたととに予測情報を作り出したり、さらにその予測情報を社会応いう事例を中心に、そもそも海底火山とはどんなものかという用、穀物収量の予測とか、病気の流行の予測といった社会応用ことも含めて、ご紹介したいと思います。に繋げていく形で付加価値情報を創生するという部門です。地

最初に、海洋研究開発機構（JAMSTEC）はどういう研究所
かというと、海と地球の研究所です。海洋・地球・生命の統合的理解を目的として、主に理学的な視点で研究を進めるとともに、「しんかい 6500」をはじめとする様々な観測機器の開発を、球シミュレーターという大きな計算機を抱えている部門でもあります。

●軽石の漂流状況

民間会社さんのご協力も頂きながら進めています。最近はこう2021 年 10 月末から 11 月にかけて沖縄地方を中心に急に軽いった理解を元に様々な予測あるいは付加価値情報を創成す石がやってきて、港全体を塞ぐという事態にいたり、にわかにる、私が属している付加価値情報創生部門はそのために作られ本土、三大湾といったところへの影響も含めて、非常に関心をた部門ですけれども、社会との共創によって未来を創造してい集めました。そこで私が所属するグループの美山主任研究員

くという新しいスローガンで、社会貢献ということも最近の大が、軽石のシミュレーションをして新聞等で発表したところ、きなテーマになっています。

非常に反響があり、彼が発表をした回数は、様々なテレビ等の創立 50 年になり、予算としては国から頂いている交付金をメディアを含めて 10 月、11 月で 60 回以上になりました。そ中心に、500 億円が基準になっています。今後は社会との共の元になったシミュレーション技術を開発してきたのが、私創という新しい視点も加わりましたので、新しい研究の発展・が所属するグループということで今回お招きいただきました。

拡大をしていきたいという状況であります。研究員の構成です

元々、図 1 の写真にありますように、8 月 13 日に日本のはるけれども大体 900 名余りの職員がおりまして、研究者が 308か南の福徳岡ノ場という海底火山で非常に大きな爆発があっ名、技術関係の職員もかなりおりまして、技術と研究開発、そて、そこで軽石が生成されたということで、その最初から含めしてそれをバックアップする厚みのあるマネジメント、そうてシミュレーションしたというような経緯がございます。

いった研究組織構成になっております。
体制としては基本的には横須賀本部が中心としてあり、青森軽石漂流の状況ですが、2021 年の 10 月末くらいから沖縄を中心とする島に漂着しはじめて、特に沖縄本島には甚大な被のむつ研究所、高知コア研究所、沖縄の国際海洋環境情報セン
ター、これは 2000 年の九州・沖縄サミットの跡地を活用するという形で作られたものですけれども、国策に応じて全国拠点を作って活動しています。研究開発は大きく 6 つの部門に分かれています。地球環境部門は基本的には地球環境を観測して、★

そのメカニズムを研究し予測する。海洋機能利用部門は、生物

福徳岡ノ場

機能、あるいは海底資源の開発という広い意味での海洋機能を

図1 【第三管区海上保安本部撮影 2021/08/13 15:00】

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コースタル・テクノロジー 2022

沖縄県38港、鹿児島県37港、東京都9港、静岡県5港、宮崎県1港、高知県1港、三重県1港、計92港の港湾で軽石の漂流・漂着を確認。
国土交通省はTEC-FORCE派遣などを通じた各種支援を実施。港湾内の軽石除去について、港湾管理者等が災害復旧事業等により対応済み。
TEC-FORCE （緊急災害対策派遣隊）等
令和4年3月31日までに984名のTEC-FORCE等を派遣。

海洋環境整備船等による巡回・除去

しみず

清水港
(3月3日 漂着初確認)

三大湾への軽石接近等に備え、地方整備局が民間の災害協力団体の協力を得て、海洋環境整備船等による軽石の除去体制を構築して対応。

おわせ：軽石漂着が確認された
港湾の位置

尾鷲港
(6月15日 漂着初確認)

運天港（沖縄県）での対応

むろつ

室津港
(1月11日 漂着初確認)

港湾管理者（沖縄県）からの要請を受け、国が運天港の港湾施設の一部を管理し、軽石対策を支援（令和3年12月10日～令和4年6月9日）。
除去した軽石は、令和4年11月より中城湾港泡瀬地区の直轄土砂処分場にて、泊地整備に伴って発生する浚渫土砂等と混合して埋立処分を施工中。

本土

鹿児島県大隅諸島、
トカラ列島

東京都伊豆諸島
本土

あぶらつ

黒島

油津港
(1月13日 漂着初確認)

利島

竹島

口永良部島

伊豆諸島や三大湾等への軽石漂着等に備えた対応
鹿児島県奄美群島、沖縄県各港湾管理者等と連絡調整会議を開催し、軽石除去に関する支援制度の積極的な活用等を周知。
三大湾への軽石接近等に備え、作業船及びオイルフェン
ス・回収かごによる軽石除去訓練等を実施。

奄美大島

御蔵島

喜界島
なかのしま

中之島港
加計呂麻島

わん

湾港

請島
与路島
徳之島

こ に や

古仁屋港

漂流軽石回収技術の検討
すみよし

水産庁と連携し、令和3年11月5日に「漂流軽石回収技術検討WG」を設置し、11月30日に検討結果とりまとめ公表。

住吉港

オイルフェンスによる軽石除去訓練

伊平屋島
伊是名島

中之島
平島
諏訪之瀬島
悪石島

八丈島

小宝島
沖永良部島

よろん

青ヶ島

宝島

わどまり

与論港
運天港における軽石除去

大島

新島
式根島
神津島
三宅島

種子島

和泊港

伊良部島

沖縄県先島諸島

与論島

うちばな

沖縄本島
伊江島
みんな

水納島

鳩間島
与那国島

うんてん

運天港

粟国島

久米島 渡嘉敷島
慶留間島

船浦港
西表島

多良間島

宮古島
来間島

小浜島
石垣島
竹富島
新城島 黒島な は久高島

図2

那覇港

座間味島

【国土交通省港湾局提供】
港湾への軽石漂着の状況（2022年11月25日現在）

令和4年1月8日撮影

図3

令和4年6月5日撮影

図4【国土交通省港湾局提供】
運天港（羽地内海の状況）

軽石の埋立処分状況（中城湾港）【国土交通省港湾局提供】

害を与えている状況がまず見られました。そこで私たちは 10埋め立ての状況を示したのが図 4 です。スタビライザーによ

月位に予測シミュレーションを公開して、11 月中には黒潮をる混合試験状況、これは混ぜるということでしょうか。軽石だけ通じて日本南岸にも到達するのではないかという予測を発表さではなくて何らかの埋め立てに適した土を作って、そして埋め立せていただきましたが、実際にそのように到達している様子がてしていくことを始められている状況です。2023 年の 2 月にこ国土交通省さんの調査からもわかると思います。ただ不思議なの工事が完了する予定です。港湾技術によって回収した軽石をのは、清水港あたりに到着するのは若干ずれている。かなり内活用して港湾の整備に使われているという例なのかなと思いま

湾の方になると直接黒潮によって流れてそのまま到着するのです。これを受けて防災基本計画も修正されたと伺っています。

はなくて、複雑な海流の流れによってやや時間をかけて到達し沿岸生物への影響では、軽石は養殖にも非常に大きな影響をたということになっています。そこがなかなか不思議なところ与えていると伺っています。沖縄の辺土名港というところでなんですけれども。いずれにしても沖縄の運天港を中心とするは、港の防波堤の中を軽石が埋め尽くす事態になっていましところでは非常に甚大な状況になり、港湾局さんでも種々対応た。ここではグルクンというサバの近縁種が軽石を吸い込んでをされていたということを伺っています（図 2）。

大量死してしまったという事象もおこったそうです。軽石は世実際の運天港における軽石除去の状況を示したのが図 3 で界各地で火山が噴火して海流に沿って移動していくわけですす。年が明けてもこのように非常に軽石がたくさん集まっていが、今回の事態では発生した火山の周辺から生物が運ばれたとる状況だったんですけれども、非常なご尽力をいただきましていうことではなくて、主に沖縄で付着して移動した事例が多く半年後には綺麗になってきました。ただ、回収した大変な量の報告されているようです。

軽石をどう処理していくかということでは、港湾局さんでも非常に頭を痛めているということで、関係自治体と沖縄県との協力で、埋め立てに使う方向で対策を講じられているというふうに伺っています。

●海底火山とはそもそも軽石をつくった海底火山とはどんなものかということを振り返ってみたいと思います。火山というのはマグマです

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ね。溶けた地殻が噴出するところですけれども、基本的にはプとか、速報システムというのを作っています。今は研究用とい

レート境界と呼ばれるところに火山が集中しているということうことですけれども、ゆくゆくは速報対策にこういったシステが分かっています。この太平洋プレートとフィリピン海プレー

ム、既に公開中ですけれども、使われていくことになるのではトの境界にちょうど福徳岡ノ場という火山があって、そこで噴ないかと思っています。

火したということです。プレート運動が地震とか様々な地殻変

福徳岡ノ場というのは過去にも何回も噴火が起きていて事例動を引き起こすわけですけれども、ちょうどこの福徳岡ノ場とがあるんですけれども、軽石が来た事例は 86 年1月に報告されいうのは、太平洋プレートがフィリピン海プレートに沈み込むています。この時は 4ヶ月かけて来たんですね。量も今回ほど多ところの上で、そこでマグマの変動が起きて吹き出すという基くはなくて、大きな被害はありませんでした。今回は 2ヶ月で来本的な典型的な火山だそうです。我が国はプレートの境界に位たのですが、これは起きた時期によるものです。夏の場合は風置する地勢ですから、非常に火山、地震、災害が起こりやすい

向きがどちらかというと南西向きですので、軽石をそちら向きにということです。

運ぶような方向に風が吹くわけです。しかし冬に起きると北西季噴火のパターンが軽石の生成に大きく関係しているというこ節風が吹きますので、むしろ軽石が西側に来ないようにするととですけれども、軽石になる場合は、爆発的な噴火によって、いうことで 4ヶ月かけてゆっくり来た。86 年に軽石の被害がそ

火山ガスが石の中に残った、発泡した状態で急に冷却されるこれほどなかったというのは時期にもよるのかなと思っています。とで生成されます。そのガスで発砲したところが隙間になるので、大きく見えても隙間がいっぱいですので浮力が発生する。

●爆発的な噴火になった原因ですから海流とか波とか風に流されて日本にも来ることになる

なぜ爆発的な噴火になったかということも、JAMSTEC で研そうです。だんだん分解すると浮力を失って沈んでいくわけで究を進めています。軽石を分析したところ、この深いマントルすけれども、爆発した当初は非常に浮力があるので浮かんだまで生成された岩石が一部混じっているということを JAMSTECま流れているそうです。の研究者が見つけました。図 6 のピンク色のところがマントル

2021 年に起こった福徳岡ノ場の噴火は 16km にも及ぶ噴煙ですけれども、このマントルとプレートが沈み込んでいくときを伴う爆発的噴火で、戦後最大級ということです。火山の爆に、海水も一緒に沈み込みます。そうすると不思議なことに、発レベルでは 10 年から 100 年に 1 回程度と呼ばれるレベル 4

水が混ざってマントルのところに入ると、非常に加熱されるとで、非常に大きな噴火であったと言われています。福徳岡ノ場

いう作用があるんですね。水が入ると加熱されてマントルが溶というのは日本のはるか南方にある海底火山です。元々大きなけるというのは非常に不思議な現象なんですけれども、そこで噴火を起こした大きな噴火口の一部です。この南の方に南硫黄

非常に深いところでマントルが溶けまして、その溶けた塊が上島がありますが、福徳岡ノ場自体は海底火山で陸からは見えな昇して元々あったマグマだまりを加熱することで、爆発的な噴いそうです。

火に立ち至ったということを解明しています。ですから非常に

図 5 は宇宙からの監視ということで、JAXA さんが海上保安深いところでのプレート運動というのが今回の原因になったと庁さんなどとも協力しながら、陸上も含めて全ての火山に関しいうことかと思います。こういったことが起こるのは 100 年て、火山活動が起きた時に衛星写真がすぐ見られるようにする

図5

宇宙からの監視火山活動・林野火災速報システム（研究中）https://kazan.jaxa.jp/

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図6

なぜ「爆発的噴火」になったのか(海洋研究開発機構報道発表 2022年2月10日)

コースタル・テクノロジー 2022に 1 回といった頻度で、かなり稀な、極端な現象であったと言

海流予測研究開発

えると思います。

●宇宙から見た軽石
JAXA さんの資料を使いながら、今回の軽石が宇宙からどの人工衛星データデータ同化

à

海流予測

船舶データ

アルゴフロートように見られたかというお話をしたいと思います。図 7 は 8 月
17 日に人工衛星の映像から見た軽石の分布ですね。なぜ人工衛星から軽石が見えるかと言うと、「しきさい」という JAXA さんが打ち上げた衛星は、太陽の光が反射した様子を捉えるんですね。ここで示しているのが噴火直後で、軽石の塊ですね。軽

付加価値情報創生システム
地球シミュレータ・四次元仮想地球（海洋デジタルツイン）

図8

沿岸環境監視予測システムの確立に向けていと思います（図 8）。

石が筏のようになるので、「軽石筏＝ Pumice raft」という学術

私達は地球シミュレーターというスーパーコンピューターで用語にもなっているんですけれども、まさに非常に大きな軽石

人工衛星のデータや船舶、そして Argo フロートのデータを海筏になって流れていく様子が分かると思います。図 7 の右下は流のモデルを計算するプログラムに入力して、定期的に計算し山手線と比較した絵ですけれども、非常に大きな塊になって流ています。今海がどうなっているかを推定して流れを予測すれているのが分かると思います。

る、まさに空の天気予報と同じようなことを海の流れに対して行っているということです。データを入れて現実的な海流の状況を再現することをデータ同化というのですが、データ同化と予測を常に繰り返しながら海況の推定を進めています。
私たちは元々人工衛星のデータを使って海流を推定するということを出発点としてきたわけですけれども、ここ数年はJAXA さんと協力して海流予測の情報をリアルタイムに提供す

図7 軽石筏
（Pumice raft）
2021/08/17

ることを進めています。
私達が今、一つ大きな目標として掲げているのは海洋デジタ
ルツインです（図 9）。これは G7 の会議でも大きなテーマで、来年の広島サミットでもテーマになってくると思うのですが、(https://earth.jaxa.jp/ja/earthview/2021/12/21/6647/index.html)

あらゆる海洋観測データ、シミュレーションデータへのアクセ

軽石漂流がどんなプロセスで移動していくかということも調スと、統合解析、これを一つの大きなデータベースというかシべてみました。基本的には、軽石は海に浮かびますので、海のステムの中に入れて、統一的に解析していくということです。

上に浮かんでいる部分は風の影響を受ける。海の下に沈んでいJAMSTEC は外洋から出発したわけですけれども、今はだんる部分は波と海流の影響を受ける。大きなパターンは海流が決だん沿岸へのスケールに迫ってきましたので、今日ご紹介いためているということが分かりました。ですから今回起きたようだいたような様々な沿岸のブイとか、そういったものも統合しな非常に大規模な軽石の移動というのは基本的には海流が決めて、より港湾に近いスケールでも様々なデータ解析が出来るよていて、いつ行くかというようなことは風が決めている。ただうなフレームワークを作っていきたいと思っています。どうも台風のような極端な現象が起きると大きくルートが変わるといご清聴ありがとうございました。

うことがわかりました。全体のパターンは海流が決めるけれど外洋から沿岸までのシームレスな把握と変動予測も風も大事だということが現状の観測結果から見てもわかる結果になっています。

●沿岸環境監視予測システムと海洋デジタルツイン
最近、より港湾と近いスケールまで海流の予測を細かくしていますので、そういったものを活用して沿岸環境監視予測シス
テムといったものになるのではないかということをお話ししたあらゆる海洋観測データ
シミュレーションデータへのアクセスと統合解析を可能にするフレームワーク

図9

海洋デジタルツインへ

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