埋没土壌の１４Ｃ年代から知るテフラの噴火年代
一有効性と問題点­
奥 野 充
名古屋大学大学院人間情報学研究科（日本学術振興会特別研究員），〒４６４­０１名古屋市千種区不老町
Ｔｅ１０５２­ʼ７８９­２５７８，Ｆａｘ０５２­７８９­３０９５，ｅ­ｍａｉｌｏｋｕｎｏ＠ｄｍｒｃ．ｅｐｓ』２ｌｇｏｙａ­ｕ．ａｃ・ｊｐ

１ 。 は じ め に

火山噴火史の正確な編年は，マグマの発生・上昇・噴出過程の究明を目的とする火山学にとって基礎的かつ重要な課題である．火山噴火ではテフラ（火砕流，火砕サ ー ジ， 降 下 テ フ ラ ） ， 溶 岩 ， 火 山 ガ ス な ど 様 々 な 状 態 の 物 質 が 噴 出 す る ． テ フ ラのうち，火砕流や火砕サージは，地形などに制限されて分布するため噴火堆積物の層序関係を知るのにあまり適していない．一方，降下テフラは，薄く広く分布することから層序学的研究に有用である．放射性炭素（１４Ｃ）年代測定法は，最近数万年間 の 火 山 噴 火 の 年 代 を 知 る う えで 有 効 な 方 法 の １ つ で あ る ． こ れ ま で の １ ４ Ｃ 年 代 測 定
法では，炭化木片が最も適した試料とされてきた．炭化木片は，一般に火砕流や火砕サージ中から採取され，降下テフラ中からは稀にしかみられない．しかし，その様な炭化木片は，火砕流などに取り込まれた形で産出するため，得られる年代値と知りたい噴火年代の間には不明確な要素が含まれる．一方，埋没土壌は，ほぼ普遍的に存在しており，比較的容易かつ系統的に試料を得ることができる．土壌中の有機物は垂直方向に移動する可能性があるが，Ｃ）ｒｌｏｖａａｎｄＰａｎｙｃｈｅｖ（ミｔ９９３）は，埋没土
壌の１４Ｃ年代の有効既を検討レ河川性あるいは氾濫原堆積物直下の比較的急速に厚く 覆 わ れ た 土 壌 に つ いて は 有 効 な １ ４ Ｃ 年 代 が 得 ら れ る こ とを 報 告 して い る ． テ フ ラ に挟まれた埋没土壌にもこれと同じ状況が当てはまる．すなわち，テフラの被覆によって土壌有機物の閉鎖系が成立・維持されるとすれば，テフラ直下の埋没土壌の１４Ｃ年代は，被覆したテフラの噴出年代を示すことが期待できる．筆者はこの特長に注
目 し ， 南 九 州 の カ ル デ ラ 火 山 を 主 な 対 象 と して １ ４ Ｃ 年 代 測 定 を 行 い ， こ れ ら の 噴 火 史

４５を高分解能で編年した（奥野，１９９５，１９９６，で１９９７ｂ；奥野ほか，１９９６；Ｏｋｕｎｏｅｒａ払ｉｎｐｒｅｓｓ）．本稿では姶良カルデラでの結果を概観し（奥野，１９９７ａ），火山噴火の年
代 を 知 る う えで の 埋 没 土 壌 の １ ４ Ｃ 年 代 の 有 効 欧 と 問 題 点 を 述 べ る ．

２。埋没土壌の１４Ｃ年代値

２．１．１４Ｃ年代測定の方法
土壌試料は，テフラとの境界面やテフラの重なり具合からその累積性や現地性を確認して採取した．年代測定には，酸とアルカリのどちらに対しても不溶であるフューミンを主に用いた．一部の試料は，他の層準の炭素の汚染を調べるため，酸に不 溶 で アルカ リ に 溶 ける フ ミ ン 酸 に つ いて も 測 定 し た （ 奥 野 ほ か ， １ ９ ９ ６ ； Ｏ ｋ ｕ ｎ ０ ，１写経）．これらは，次のような手順で得た（奥野，１痩鋲）．採取した埋没土壌試料を蒸留水により洗浄・分散した後，開口径１０６μｍのふるいを通過したものに用いて，塩酸，水酸化ナトリウム水溶液，塩酸による化学処理を行い，その残査を蒸留水を用いて洗浄した後，乾燥させてフューミンを得た．また，アルカリ抽出液をガラス
濾 紙 を 用 いて 濾 過 し ， そ の 濾 液 に 塩 酸 を 加 えて ｐ Ｈ ＜ １ に し ， 沈 殿 し た フ ミ ン 酸 を 回収 し た ． こ の よ う に 処 理 し た 試 料 を 酸 化 銅 な ど と 共 に 真 空 封 管 し ， ９ ５ ０ ｃ Ｃ に 加 熱 して発 生 し た ガ ス を ガ ラスラ イ ン 中 で 寒 剤 を 用 いて 精 製 し ， 二 酸 化 炭 素 （ Ｃ ０ ２ ） を 得 た ．
Ｃ０２からＫｉｔａｇａｗａび肛（１９９３）の水素還元法によりグラファイトターゲットを作製し，名古屋大学年代測定資料研究センターのタンデトロン加速器質量分析計（Ｎａｋａｍｕｒａｅａ７．，１９８５；中村・中井，１９８８）を用いて１４Ｃ年代を測定した．試料の炭素同位体分別効果を補正するため，炭素安定同位体比（ １３Ｃ値）をＣ０２ガス質量分
析 計 を 用 い て 測 定 し た ． 得 ら れ た フ ュ ー ミ ン の 炭 素 お よ び 窒 素 含 量 を Ｃ Ｎ コ ー ダー （ 柳本製，ＭＴ­７００）により測定した．

２．２．測定結果とその考察得られた年代値のほとんどは，テフラ層序と調和的である（奥野，１９９６，１９９７ｂ；
Ｏ ｋ ｕ ｎ ０ ， １ ９ ９ ７ ） ． な お ， デ ー タ の 詳 細 は ， ０ ｋ ｕ ｎ ｏ （ １ ９ ９ ７ ） を 参 照 して い た だ き た い ．
以下に年代値とその他の測定値とを比較する（奥野，１９Ｓ）７ａ）．

­ ４ ６

ヒューミンの炭素含量は，０．１７〜１８．１９％の範囲にあり，古くなるにしたがい高いものがなくなる．ヒューミンのＣ／Ｎ比が１０に近いものに，その層位と比較して若い年代値を示すものがある．Ｃ／Ｎ比は土壌有機物の起源を知る指標の一つであり，これらの 値 か ら 有 機 物 が 土 壌 生 物 に 由 来 す る も の と 考 え ら れ る ． こ の 傾 向 は ， 鬼 界 カ ル デラなどの他の火山でも認められているが，Ｃ／Ｎ比が１０に近いものすべてが若返っているわけではない（奥野，１９９５，１９９６）．また，複数の試料を測定したものにやや古い年代を示すものがあり，これらは下位の層準からの混入によるものと考えられる．
フミン酸も含めた土壌試料の１ ３ Ｃ 値 は ， ­ ２ ８ ． ２ 〜 ­ １ ５ ． ２ ‰ の 範 囲 に あ る ． そ の ピー クは­２１‰であり，Ｃ３植物のそれよりも数パーミル重い．
同一の試料から得たヒューミンとフミン酸の年代値を比較すると誤差範囲（１（Ｊ）
以上の差が見られたが，その差に一定の傾向は認められない（Ｏｋｕｎ０，１９９７）．このこ と は ， フ ミ ン 酸 に あ る 程 度 の 異 地 性 炭 素 の 混 入 が あ る こ と を 示 す．

２．３．埋没土壌の１４Ｃ年代の地質学的解釈
テフラの直上と直下の土壌の１４Ｃ年代値には有意な差が認められ，テフラが土壌有機物の上下移動を妨げる役割を果たしていると判断される．得られた年代値が層序と調和的であることともあわせると，テフラの被覆によってその直下の土壌有機物の閉鎖系が成立・維持されていたと考えることができる．すなわち，テフラ直下の土 壌 の 年 代 値 は ， そ の 被 覆 し た テ フ ラ の 噴 出 年 代 を 示 して い る も の と 考 え ら れ る ．

３。まとめと問題点埋没土壌は／４Ｃ年代測定による高精度噴火史の編年にとってきわめて有用な試料である．その特長は，①きわめて容易かつ系統的試料を得ることができるので，個々のテフラに対して年代値を与えることができること，②テフラとの堆積関係から現地性のものと確認でき，テフラの重なり具合から土壌層の累積性を推定できるので，得られる年代値と知りたい噴火年代と間の不確実性が小さいことである．その際，テフラは，土壌撹乱の検出に役立ち，土壌有機物の垂直移動を妨げる役割も果たしている．テフラ直下の年代値は，そのテフラの噴出年代を示すと判断される．Ｃ／Ｎ比

４７は，年代値の信頼度を評価する要素の一つとなる．
第２世代タンデトロン加速器質量分析計の導入によって，測定誤差は２０〜３０年まで小さくでき，測定時間も３０分程度と大幅に短縮される（中村，１９９７）．土壌中の有機物は，樹木年輪のそれとは異なって，その固定にはいくらかの時間幅があり，測定誤差が小さくなっても，本当の噴火年代に近づくことにはならないであろう．それよりもむしろ測定時間が短縮されることによって，多数の年代値を得られるようになることに意義があると筆者は考える．これまでは露頭での観察により測定に最も適した試料を採取することで，同一層準の試料についてほぼ一致した年代値が得られた．しかし，現段階では完新世におこった噴火でもその年代を百年単位で決めることは難しい．同一層準の試料について多数の年代値が得られると，テフラ 層 序 に 加 えて 年 代 値 の ば らつ き も 考 慮 す る こ と もで き る の で， 噴 出 年 代 を よ り 高い精度と信頼度（完新世において百年単位）で知ることができると期待される．

謝辞
本稿は，名古屋大学年代測定資料研究センターの１９９６年度シンポジウム「第２世代タンデトロン加速器質量分析計（加速器年代測定システム）による高精度・高分解能１４Ｃ年代測定の利用分野・方法の開拓」（１９９７年３月１０日）における講演内容に加筆・修正したものである．この研究の一部には，文部省科学研究費補助金（特別研 究 員 奨 励 費 ， ２ ０ ５ １ ） を 使 用 し た ． 記 して 感 謝 の 意 を 表 し ま す．

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ＢｕｒｉｅｄＳｏｉｌ

ＭｉｔｓｕｒｕＯＫＵＮＯ

ＧｒａｄｕａｔｅＳｔｕｄｅｎｔ（ＪＳＰＳＲｅｓｅａｒｃｈＦｅｌｌｏｗ）ＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌｏｆＨｕｍａｎｌｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，Ｎａ９ｏｙａｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｆｕｒｏ­ｃｈｏ，Ｃｈｉｋｕｓａ­ｋｕ，Ｎａ９ｏｙａ４６４­０１，Ｊａｐａｎ
Ｔｅｌ＋８２­５２­７８９­２５７８，Ｆａｘ＋８１­５２­７８９­３０９５
ｅ一ｍａ目ｏｋｕｎｏ＠ｄｍｒｃ．ｅｐｓ．ｎａｇｏｙａ­ｕ．ａｃ．ｊｐ­ ４ ９口頭発表
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３）奥野充・中村俊夫（１９９６年１０月）埋没土壌の１４Ｃ年代から知るテフラの噴出年代．日本地理学会
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５）尾関信幸・奥野充・原田暁之・片山健・伊藤英之（１９９６年１１月）乗鞍岳の最近１万年間の噴火活動．日本火山学会．
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フ）奥野充・中村俊夫・長岡信治・森脇広・小林哲夫（１９９７年２月）姶良カルデラの最近３万年間の噴火史の加速器１４Ｃ年代による編年．日本地質学会西日本支部第１３４回例会．
８）奥野充（１９９７年３月）埋没土壌の１４Ｃ年代から知るテフラの噴出年代一有効性と問題点­．名古屋大学タンデトロン加速器質量分析計シンポジウム．
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１０）奥野充・中村俊夫・長岡信治・森脇広・小林哲夫（１９９７年３月）加速器１４Ｃ年代にもとづく姶
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Ｓａｋｕｒａｊｉｍａｔｅｐｈｒａｇｒｏｕｐ，ｓ（）ｕｔｈｅｍＫｙｕｓｈｕ，Ｊａｐａｎ．ｙ直りａパフ７ｓｍｊ７７ｅｊ７おａ❹Ｍｄ力ｏ山ｙ刀？砂肩ｃｓ
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月刊地球，１９，印刷中．
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１９，印刷中．
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