火山 第 48 巻 (2003)
第 3 号 275ῌ282 頁

論 説

九重硫黄山ῌ 1995 年噴火後の山体変動
斎 藤 英 二῍῎須 藤茂῍῎渡 辺 和 明῍ῑ2002 年 8 月 9 日受付ῌ 2003 年 4 月 7 日受理ῒGround Deformation after the 1995 Eruption of Iwoyama, Kuju Volcano
Eiji S6>ID῍, Shigeru SJID῍ and Kazuaki W6I6C67:῍
Soon after the beginning of the 1995 eruption from the south of Iwoyama in Kuju volcano, GPS and EDM
instruments were set around the newly opened craters and fumarolic zone around Iwoyama to observe grounddeformation. The data of repeated measurements of GPS and the continuous automatic EDM clearly show thedeﬂation around the fumarolic zone on Iwoyama and no signiﬁcant deformation around the new craters. Volume
changes and locations of Mogi models were calculated for every two years from 1995 to 2001. They were
estimated to be around 500ῐ600 meters in depth from the surface and 250 thousand cubic meters of deﬂation,
respectively for the entire monitoring period. The deﬂation is likely to occur by over e#usion from the upper
middle part of the geothermal convection system. This type of deﬂation would cause contraction of the peripheralarea of the geothermal ﬁeld to make new cracks to introduce eruption in this area.
1. は じ め に

2. 九重火山と 1995 年噴火の状況

1995 年 10 月に大分県の九重火山の星生山の北斜面で九重火山はῌ 大分県西部に位置しῌ 東西約 15 km にわ

噴火が始まった῍ その後も噴気活動が続いたことからῌ

たって 20 以上の火山体が分布する複合火山である῍ 山

この噴火がマグマ噴火に繋がる可能性も考えられた῍ 一

体は主として安山岩῎デイサイトの厚い溶岩流または溶般に安山岩῎デイサイトマグマの地下浅部への貫入῎上岩円頂丘からなりῌ 周囲には火砕流堆積物が広く分布す昇が起きればῌ 山体が膨張することが予想される῍ この

る ῑ小野ῌ 1963; 鎌田ῌ 1997ῒ῍ 本火山群中の最高峰であため山体変形の観測により活動推移の基礎情報を得る必る中岳 (1,791 m) はῌ 九州島の最高峰でもある῍

要があった῍ 筆者らはῌ 変動の実体を明らかにするためῌ

有史の噴火としてはῌ 江戸時代のものがいくつか報告

噴火の 1 カ月後から GPS 観測と連続光波測距 ῑElectro-

されているがῌ それらはいずれも水蒸気爆発であったら

optical Distance Measurement, 以下 EDM と略すῒ によしい῍ またῌ 腐食土層の 14C 年代測定によりῌ 過去 2000

る山体の変動観測を始めた῍ その結果ῌ これまでのとこ

年間にはῌ およそ 200ῐ500 年間に 1 回程度の頻度で水ろῌ マグマが浅所に上昇してきたことを示す変動は認め

蒸気爆発が起こっていたと推定されている ῑ伊藤῎他ῌ

られなかった῍ 一方ῌ 1995 年噴火口の北側のῌ 以前から

1997ῒ῍

活動している噴気地帯を中心とした地域ではῌ 収縮変動

本火山群の中央付近に位置する硫黄山ではῌ 1995 年噴が継続していることが明らかになった῍ 本論ではῌ これ

火以前からῌ 激しい噴気活動が継続して認められていまで行ってきた測定の結果を示すとともにῌ 得られた変る῍ 18 世紀末には噴気から硫黄を採取したとされ ῑ竹内動の特徴について報告する῍編ῌ 1980ῒῌ 噴気の放出はかなり古くから続いていたことがわかる῍ またῌ 本火山群の西方の大岳および八丁原では地熱発電所が稼動している῍
硫黄山での噴気の最高温度はῌ 1960 年代の測定で῍ ῔305ῌ8567 つくば市東 1ῌ1ῌ1 中央第 7
産業技術総合研究所 地質調査総合センタ῏Geological Survey of Japan, AIST, 7-Central, 1ῌ1ῌ1
Higashi, Tsukuba 305ῌ8567, Japan.
Corresponding author: Eiji Saito
e-mail: e.saito@aist.go.jp508ΐ の報告がある (Mizutani et al., 1986)῍ 火山ガスや温泉水の同位体分析によるいくつかの研究 ῑ松葉谷 ῎他ῌ 1975; 北岡῎他ῌ 1996 などῒ によるとῌ 噴気にはマグマ由来の蒸気が混入しておりῌ 硫黄山付近の地下ではῌ それらと天水とが混合して熱水対流系が形成されて276

斎藤英二῎須藤 茂῎渡辺和明いると考えられている ῐ江原ῌ 1994ῑ῍
1995 年 10 月 11 日にῌ 硫黄山の南方にある比較的急な

星生山の北斜面で噴火が始まった῍ 噴火口はῌ 斜面の傾斜と直交するようにῌ ほぼ東西方向に雁行状に並んでおりῌ 全体の長さは約 300 m であった῍ この噴火ではῌ 明
瞭な前兆現象は把握されずῌ また噴火開始が夕方であり目撃例が少なかったためにῌ 活動開始時の詳細は明らかではない῍ 地表調査によりῌ 火口の周囲には爆発的噴火
により放出された礫とῌ 湿った細粒の泥状物質が堆積しているのが確認された ῐ星住῎他ῌ 1995ῑ῍ その後ῌ 噴気
量は次第に減少しῌ また活発な火口の数も少なくなった῍ 噴気活動は 2002 年 6 月の時点でもなお継続している῍ またῌ 硫黄山付近の噴気活動はῌ この噴火を挟んでも大きな変化はなくῌ 同様に継続している῍
この噴火はῌ 水蒸気噴火でありῌ 大量の本質物質を含むマグマ噴火ではなかった῍ しかしながらῌ 水蒸気爆発で始まった活動が次第にマグマ噴火に移行する例はῌ 雲仙や西インド諸島῎マルチニ῏ク島のプレ῏火山ῌ 同じ
くモンセラ῏ト島のスフリエ῏ルヒルズ火山などで認められており ῐ太田ῌ 1993; Traineau et al., 1994; Young etal., 1998ῑῌ 活動の推移を注意深く見守る必要があった῍

実際ῌ 1995 年 12 月 20 日頃から放出された火山灰中に新鮮な火山ガラスが認められῌ マグマが関与している可能性が考えられた ῐ中田῎他ῌ 1996ῑ῍
3. 測 定 方 法

Fig. 1. Observation network of the ground deformation around Iwoyama area in Kuju volcano. Aῌ
A῍: Section shown in Fig. 6. The quadrangle
area in the center is shown in Fig. 2. 1 : 50,000scale topographic maps “Kuju” and “Miyanoharu” published by GSI (Geographical Survey
Inst. of Japan) were used.

観測点配置図を Fig. 1 に示す῍ GPS 観測点はῌ 硫黄山
を囲むようにῌ またῌ EDM 測線はῌ 1995 年噴火口およ

EDM 用反射鏡はῌ 1995 年 11 月に設置した῍ 反射鏡

び硫黄山の噴気地帯を挟むようにそれぞれ設置した῍ なはῌ K1 と K2 では専用に作成したステンレス製のホルおῌ これ以外にも山体南側の EDM 観測と新火口列を挟ダ῏にῌ K3 では純正のプラスチック製ホルダ῏にそれむ GPS 連続観測を行った ῐ須藤῎他ῌ 1997ῑ῍ この GPS

ぞれ収めῌ モルタルで露岩に接着した῍

連続観測は 1996 年 5 月から 11 月まで行われておりῌ 少

光波測距儀はῌ 1995 年 12 月に九重町田野にある長者

なくともこの間はῌ 新火口列の開口変位などの動きがな

原ヘルスセンタ῏の 3 階 (CJB) に設置した῍ 初期に設置いことが確かめられた῍

した光波測距儀はῌ ソキア社の RED2L でありῌ 目標をGPS 繰り返し観測はῌ 1995 年 11 月に観測点設置と最K2 点に固定して行ったがῌ PC と RED2L 間の通信障害

初の観測を行った῍ 2 回目以降 6 回までは 4 カ月ごとにが多く発生したためῌ 十分なデ῏タが得られなかった῍

測定しῌ それ以降は 2 年ごとに行った῍ 1 回目の観測は1996 年 3 月に光波測距儀をライカ社のト῏タルステ῏

トリンブル社の 4000SSi を 2 台使用しῌ 牧の戸峠の GP1

ション TCM1100 に変更した῍ 同装置にはモ῏タ῏が内を基準として行った῍ 2 回目以降は長者原の GP9 にトリ

蔵されておりῌ 方向の異なる複数目標の測定が可能であ

ンブル社の 4000SSi をῌ GP1 点にライカ社の SR399 をる῍ 測定制御には独自に作成したプログラムを用いた῍

設置しῌ 火口近傍の測定はライカ社の SR399 で行った῍

2000 年 12 月にはῌ 光波測距儀をライカ社の TCA1100

火口近傍の各点での観測はῌ 約 20 分の高速静止測量法に交換しῌ 制御ソフトウェアをライカ社の APSWinLite

で行った῍ 基線解析ソフトウェアはライカ社の SKIにした῍ TCM1100 および TCA1100 の公称測距精度はῌῐバ῏ジョン 2.3ῑ を用いた῍ 火口近傍各点の相対位置精

いずれもΐ(2 mmῒ2 ppm) である῍

度はῌ カタログ情報に基づくとῌ 水平成分で ΐ2 cm 程度と推定される῍

斜距離の測定はῌ 2000 年 12 月までは 20 分間隔で行いῌ それ以降は 1 時間間隔で行った῍ 気象補正のための九重硫黄山ῌ 1995 年噴火後の山体変動

277Fig. 2. Horizontal displacement vectors calculated by repeated GPS observations. A Volcanic Base Map“Kujurenzan” published by GSI was used.

斎藤英二῎須藤 茂῎渡辺和明

278

Fig. 3. Temporal changes in relative slope distancesfrom CJB to K1, K2, and K3.

気温と気圧のデῐタはῌ 器械点の屋外に設置した温度センサῐおよび屋内の気圧センサῐからそれぞれ取得した῍ APSWinLite 移行後はῌ 気温ῌ 気圧一体型のセンサῐ
を屋外に固定して取得した῍ 斜距離などの観測デῐタ
はῌ 一時的に現地の PC 内に蓄積されῌ 任意時刻に茨城
県つくば市の地質調査総合センタῐ ῒ旧地質調査所ΐ から電話回線経由で回収した῍
斜距離の観測デῐタには気象補正が必要であるがῌ 今回の観測ではῌ 器械点の気象デῐタのみで行ったためῌ
測定用のレῐザῐビῐムが通過する上空の気象要素とのずれによる見かけの斜距離変化が生じやすい῍ この影響

Fig. 4. Estimated location of the deﬂation sources
during 1995 and 2001. P95ῌ97, P97ῌ99, P99ῌ01, andPe denote the locations of Mogi models
estimated by the GPS deformation data in 1995ῌ
1997, 1997ῌ1999, 1999ῌ2001, and by the
analyses of EDM data between 1998 and 2002,
respectively. Oval shapes of P95ῌ97, P97ῌ99 andP99ῌ01 shows the parameter estimate of the error
1 s calculated by the bootstrap method. A
Volcanic Base Map “Kujurenzan” published by
GSI was used.

を小さくするためῌ 20 分ῑ1 時間間隔で測定された斜距
離デῐタのうちῌ 気温の鉛直勾配が比較的小さいとされていることがわかる῍ 変動中心部の GP11 を除くとῌ 変る日没からその 2 時間後までのデῐタのみを最終的に採動が比較的大きい測点の変位方向はῌ 大局的には各期間用 し た῍ な おῌ K 3 で は 1996 年 7 月 か ら GPS 観 測 も

いずれも硫黄山の噴気地帯に向いている῍ GP11 は最初行って変動を確認している῍の比較期間は南東に向きῌ その後ῌ 北西に転じている῍
GP6 や GP7, K3 ではῌ 変動の向きが少しずつ変化して4. 測 定 結 果

いてῌ 収縮源が北西方向に動いたと考えるとῌ 傾向が合4ῌ1

うようにもみえる῍ このことについてはῌ 後述する῍

GPS

Fig. 2 にῌ 1995 年 11 月から 2 年ごとの変動ベクトル

4ῌ2

EDM

を示す῍ 基準はῌ 硫黄山の西約 3 km の GP1 点である῍

Fig. 3 に EDM の測定結果を示す῍ 前述したようにῌ

測定時期はいずれも 11 月上旬から 12 月上旬でありῌ ほ

日没からその 2 時間後までのデῐタのみを抽出してプ

ぼ同じ季節での比較を行っているためῌ 1 年周期の季節

ロットしてある῍ CJB と K1 の間の斜距離はῌ 1996 年 3

変化があったとしてもῌ その影響は小さいものと考え

月から 2001 年 12 月までに 32 cm 短縮した῍ 短縮の割合

る῍ なおῌ GP10ῑGP12 は 1996 年 3 月にῌ K3 は 1996 年

はῌ 観測期間内においてはῌ 1.4 cm/100 日でありῌ ほぼ

7 月に最初の観測を行ったためῌ 1995 年 11 月から 1997

一定であった῍ CJB-K2 はῌ 1997 年頃までは変化は認め

年 11 月までの各点の変動量は外挿して求めた῍ またῌられなかったがῌ 1998 年頃から徐῏に短縮傾向が現れῌ

IOAG と IOBG は 1996 年 5 月から 11 月までの GPS 連

2002 年 2 月までに約 7 cm 短縮した῍ CJB-K3 ではῌ 観測

続観測から得られた変位量を用いて外挿した῍ したがっ開始から 1997 年頃まで僅かな伸び傾向がῌ それ以降現てῌ これらの測点の 1995 年 11 月から 1997 年 11 月の結在まで縮みの傾向があるがῌ 変化量は 1 cm 程度で小さ

果にはῌ 測定誤差の他ῌ 外挿による誤差が含まれる῍

い῍

硫黄山付近を中心としたῌ 少なくとも半径 1km 程の範囲においてはῌ 測定期間を通して継続的に収縮が続い九重硫黄山ῌ 1995 年噴火後の山体変動

279Table 1. Estimated depth and deﬂation volume calculated from the data of repeated GPS measurements.

P95῍97, P97῍99, and P99῍01 indicate deﬂation sources
estimated by 1995῍1997, 1997῍1999, and 1999῍2001 GPS
data, respectively. The error of each parameter shows 1 scalculated by the bootstrap method.

5. 変動力源位置の推定
5ῌ1GPS による変動力源位置の推定GPS 結果にῌ 球状力源の弾性変形モデル ῐ山川ῌ
1955; Mogi, 1958ῑ を適用しῌ 1995 ῏ 1997 年ῌ 1997 ῏
1999 年および 1999῏2001 年の 3 期間についてῌ それぞFig. 5. Schematic section showing how to estimate
the depth of a deﬂation center using EDM data.
The deﬂation center exists on the plane
perpendicular to the survey line CJB-K3, andbetween K1 and K3 under the ground, taking
account of the EDM data shown in Fig. 3.

れグリッドサ῎チを行って収縮源の 3 次元位置と体積変化量を求めた῍ なおῌ 1995῏1997 年における収縮中心付
近のいくつかの測点の変位量はῌ 前述したように外挿し現象があった可能性がある῍
5-2 EDM による変動力源位置の推定て求めているためῌ これらの結果には 2 分の 1 の重みをFig. 3 で明らかなようにῌ CJB-K1 間の斜距離は大き与えて計算した῍ またῌ この地域の平均標高を 1,500 m

く 短 縮 し て い る がῌ CJB-K 2 は そ の 4 分 の 1 程 度ῌとしῌ 地形は無視した῍

CJB-K3 は 1 cm 程度の小さな変化のみであった῍ これら

Fig. 4 の P95῍97῏P99῍01 はῌ 各期間の収縮中心の水平位の違いはῌ 変位方向が 1 点に収束する球状力源を仮定し置である῍ 楕円の長径と短径はῌ 200 サンプルのブ῎ト

た場合にはῌ 互いの三次元的位置関係から Fig. 5 のようストラップ法を用いて計算した推定誤差 1 s である῍ 深な概念で説明される῍

度と体積変化量の結果はῌ Table 1 に示した῍
水平位置の 1 s の最大値はῌ P95῍97 の東西成分のῒ80m でありῌ 1995῏1997 年の推定精度は他の 2 期間と比べて劣る῍ この原因はῌ 前述したように収縮中心付近の測点の観測値に推定量が加わっていることとῌ GP11 の特異な変動の影響を受けたためと考えられる῍

EDM の斜距離変化量 d はῌ 反射鏡地点における変位ベクトル V のῌ EDM 測線方向のベクトル V῎への投影成分でありῌ
dΐVῌV῎/῔V῎῔で表される῍ V と V῎が直交する関係においてはῌ d は 0

3 期間の収縮中心の水平位置はῌ 推定誤差範囲を含めῌである῍ K3 を通りῌ 測線に直交する面 ῐ以下 f 面ῑ 上で

全て噴気地帯内に求められておりῌ この地域を中心に収はῌ 球状力源の圧力変化による変形があっても斜距離変縮が進んでいることは明らかである῍ またῌ 深度と体積化として捉えられない῍ f 面より前または背後に力源が変化量には明瞭な時間依存性は認められずῌ 推定誤差範あった場合はῌ 投影成分があるためῌ 斜距離変化が生じ

囲内でほぼ一定と判断された῍る῍ したがってῌ 収縮する球状力源の中心が K3 を通る f

P95῍97 と P99῍01 の水平位置はῌ 推定誤差中心間で約 140m の隔たりがある῍ P97῍99 はその間に収まっておりῌ 収

縮中心が時間とともに西北西方向に移動したように見え面付近にあると考えればῌ 測線ごとの斜距離変化パタ῎ンの違いは説明できる῍
K1῏K3 の斜距離変化量の違いはῌ 球状力源の位置がる῍ これはῌ Fig. 2 で明らかなようにῌ 変動ベクトルのf 面上のどこにあるかで決まる῍ そこでῌ f 面上に任意の方向がῌ 噴気地帯の北側の K3 や GP7 では時計回りにῌ

グリッドを想定しῌ 実際の斜距離変化量を説明するのに南側の GP4 や GP6 では反時計回りにῌ それぞれ変化し最も都合の良い力源位置を探した῍ 斜距離変化量はῌ 特ていることを反映したためであるがῌ 実際にそのようなに変化が一定している 1998῏2002 年の変化を使用した῍斎藤英二῎須藤 茂῎渡辺和明

280

その結果を Fig. 4 の Pe で示す῍ GPS により推定された合はῌ 観測期間中ῌ ほぼ一定であることがわかった῍ 次

力源位置をῌ P97ῌ99 と P99ῌ01 の中間位置とするとῌ Pe はそにこのような変動をもたらした原因について検討する῍

れより約 200 m 西方である῍

6ῌ1 収縮の原因

Pe の深度を 600 m とした場合ῌ K1, K2 および K3 の1995 年噴火後の測地学的観測結果のみからῌ 収縮の原

斜距離変化量の計算値はῌ それぞれῒ15 cm, ῒ7c m お

因を特定することは困難であるがῌ 以下ではῌ 地下浅部

よび 0 cm となった῍ K2 と K3 の実際の斜距離変化量はに存在する流体の減少の問題に着目しῌ 一つの可能性をそれぞれῒ6 cm とῒ1 cm でありῌ 観測値と計算値はΐ1示す῍cm の違いであった῍ またῌ K3 の実変位量の計算値は 22

硫黄山付近の地下には熱水対流系の存在が推定されてcm でありῌ 1997῏2001 年の GPS 結果から得られた 24いる ῐ江原ῌ 1994ῑ῍ それによるとῌ 気液 2 相の熱水対流

cm に近い値になった῍

系は地表から地下 2 km まで分布しているとされる῍ 本

一方ῌ K1 の斜距離変化量の計算値は観測値より 6 cm

研究で推定した収縮源の位置および深度はῌ 江原 (1994)

少なくῌ f 面上のグリッドの何れに力源を仮定してもῌの熱水対流系の上部に相当する῍ したがってῌ 熱水対流少なく求められる傾向は変わらなかった῍ この原因はῌ系が存在するとすればῌ 一連の収縮はῌ その上部が収縮

地形の影響などによりῌ K1 にやや複雑な動きがあったしたために生じたと考えるのが妥当であろう (Fig. 6)῍ためと考えられる῍

系内には高温῎高圧の熱水や蒸気があるものと考えられ

いずれにしてもῌ この方法による力源位置の推定はῌ
3 点のみのῌ しかも変位方向に対して直交に近い変位成るがῌ これらが 1995 年噴火を境にῌ より大量に系外に噴気として流出したために収縮したものと考えられる῍

分に基づいているためῌ 細かな議論は困難である῍ しか

6ῌ2 熱水対流系から噴気として放出される流体の量しながらῌ Pe から 500 m 以上離れた位置に力源を仮定す

硫黄山および 1995 年火口から噴気として放出される

るとῌ 明らかに斜距離変化量の観測値を説明できなくな

流体の 98% 以上は水とされ ῐ平林῎他ῌ 1996ῑῌ その量ることからῌ 噴気地帯の地下 500῏600 m 付近に向かっについてはῌ これまでいくつかの報告がある῍ Fig. 7 はῌて収縮しているのは間違いないであろう῍

それらを簡略化して表したものである῍

EDM による 1997 年以前の斜距離変化と力源

1995 年噴火直後の放出量は著しく多いことがわかる῍

Fig. 3 によるとῌ 1997 年前後で斜距離変化の傾向に僅

平林῎他 (1996) によるとῌ 1 日当たりの放出量はῌ 噴火

かな違いが認められる῍ すなわちῌ 1997 年以前はそれ以の 2 日後の測定で約 10 万トンであった῍ しかし 1 カ月

5ῌ3

降と比べてῌ 1) CJB-K1 の斜距離の短縮速度が大きいῌ

後にはῌ 4.4 万トンῌ 4 カ月後には 2.5 万トンに急減し

2) CJB-K2 の斜距離変化はほとんど認められないῌ 3)

た῍ 1998 年 3 月時点で 1.5 万トンの測定結果がある ῐ斎

CJB-K3 は伸張傾向にあるῌ などである῍ いずれも微妙

藤῎他ῌ 1999ῑ῍ その後ῌ 噴気量が急激に減少した報告がな差ではあるがῌ Fig. 5 に当てはめて考えるとῌ K2 を通ないことからῌ 1 日当たり数千から 1 万数千トン程度のる f 面を考えることでῌ 2) と 3) の傾向は説明できる῍

流体が継続的に放出されているものと考えられる῍

すなわちῌ 1996 年から 1997 年頃の収縮源はῌ 1998 年以
降の斜距離変化から推定した Pe 点より南東側にあった可能性がある῍ 1995῏1997 年の収縮中心付近の GPS 観
測点の変位量はῌ 前述したようにῌ 外挿して求めておりῌ
確度の高い実変位は与えられないためῌ ここではこれ以上の詳細な解析は行わない῍ しかしながらῌ このような微妙な変化からもῌ 収縮中心が時間経過とともに北西方向に移動した可能性が示唆される῍
6. 山体収縮と流体放出の関係
1995 年からの 2 年ごとの GPS 繰り返し測量結果からῌ 各期間の力源位置および体積変化量が求められた῍
また EDM による斜距離変化量からも力源位置が推定された῍ これらの独立した 2 つの測定方法から求められた力源の位置はῌ 硫黄山噴気地帯の地下約 500῏600 m で一致した῍ またῌ GPS 結果から求められた体積減少の割

Fig. 6. Schematic diagram showing the relation between the fumarolic zone, newly opened craters
and deﬂation center on a north south section.
Location of section AῌA῍ is shown in Fig. 1.

九重硫黄山ῌ 1995 年噴火後の山体変動

281

気として過剰に放出されることで減少しῌ 亀裂や空隙が閉じる方向に動いた結果生じたものと考えられる῍ すな
わちῌ 収縮中心部ではῌ 空隙の縮小により噴気通路を閉ざすような方向に変化している可能性がある῍ 一方ῌ 周
辺部ではῌ 中央部の収縮に伴って Radial strain は伸張場に置かれる῍ このような経過はῌ 周辺部での割れ目の形
成による水蒸気爆発の発生確率を上げることになるかもしれない῍ 1995 年噴火の火口列はῌ 噴気地帯の縁辺部に当たりῌ 引っ張り破壊の破断面が生成したと解釈しても矛盾しない方向に連なっている῍ またῌ 1995 年噴火前にῌ 噴気中に占めるマグマ流体の割合が徐῏に減少していた指摘もあり ῒ北岡῎他ῌ 1996ΐῌ 収縮によって噴気通路がより閉鎖されῌ 深部のマグマ流体の圧力が増して噴Fig. 7. Time series of the estimated volume of gas
emitted from newly opened craters and Iwoyama fumarolic zone. ῌ1: Ehara et al. (1981),
ῌ2: Jinguji and Ehara (1996), ῌ3: Hirabayashi etal. (1996), ῌ4: Saito et al. (1999). Periods of therepeated GPS measurements and period ofcontinuous EDM observations are also shown.

一方ῌ 噴火前の測定ではῌ 1 日当たり約 3000 トン ῒ江
原῎他ῌ 1981; 神宮寺῎江原ῌ 1996ΐ の測定結果がある῍火に至った可能性も考えられる῍ 残念ながら 1995 年噴火以前の地盤変動デῐタがないためῌ 噴火以前から収縮があったかどうかは不明であるがῌ 噴気放出はῌ はるか
前から続いておりῌ 長年にわたりそのような現象が徐῏に進行していた可能性はある῍ 1995 年噴火後はῌ それ以前より約 5 倍の噴気量が継続して観測されておりῌ 山体収縮の変動速度も噴火前より大きい可能性がある῍ したがってῌ 今後も噴気量の増減に注意を払うと同時にῌ 噴
気量と山体変動の継続的な観測が必要と考える῍

噴気量がかなり減少した 1998 年時点と比較してもῌ1995 年火口を含む硫黄山全体から噴気として放出され

7. ま と める流体はῌ 噴火前の 5 倍である῍ 噴気の放出はῌ 1995 年

1995 年 10 月の九重硫黄山の噴火後ῌ 山体変動観測を

噴火直後に著しく多くῌ その後数カ月の内に急激に減少

継続して行った῍ 1995 年 11 月から 2001 年 11 月までのしたがῌ 地盤の変動量にそれほど大きな差はなかった῍

2 年ごとの繰り返し GPS 測量からῌ 弾性力学的解釈に基

この原因はῌ 地盤を構成する固体と熱水流体の流動性のづきῌ 各期間の力源の位置および体積変化を推定した῍違いによるものと考えられる῍

またῌ 1996 年 3 月から 2002 年 2 月までの EDM 結果を

6ῌ3 変動と噴気として放出される流体の収支説明できる力源の位置を推定した῍ さらにῌ 変動観測か噴気として放出される流体量を 1.5 万トン/日としῌ

ら求められた体積変化と水の収支との関係を調べた῍ こ

それと同量の体積の水を考えるとῌ 1.5῔104 m3/日であれらのことからῌ 以下のような現象が明らかになった῍りῌ この規模の水は明らかに地下から失われた῍ この内

1)

GPS, EDM の 2 つの観測手法により求められたの大部分はῌ 外からの流入により補われてῌ 体積減少に力源の中心の位置はῌ 概ね硫黄山噴気地帯の地下約貢献しない῍ 残りの一部の不足によりῌ 熱水対流系が収500ῑ600 m であった῍縮した可能性がある῍ この比率は不明であるがῌ これま2)でに得られた結果からῌ 次のような推定は可能である῍
弾性モデルによる体積の減少量はῌ 2 年当たりの平均
で 2.5῔105 m3, 日量換算で約 340 m3 である῍ これはῌ 噴
気として放出される水量の約 2.3% に当たる῍ つまりῌこの約 2.3% の不足分により収縮したとの考えが成り立
つ῍

観測期間中の力源周辺の体積減少率はῌ 約 2.5῔
105 m3/2 年でῌ ほぼ一定であった῍

3)収縮力源が西北西に約 140 m 移動した可能性がある῍4) 噴気の過剰放出による収縮がῌ 割れ目の発生をもたらし水蒸気噴火に至る可能性を想定した῍
今回ῌ 九重硫黄山付近で観測された山体の収縮はῌ 時

6ῌ4 収縮と噴火の関係

間経過とともにゆっくり進行する現象であるがῌ このよ

熱水対流系内には多数の亀裂や空隙が存在しῌ その内うな特性を弾性変形で近似できるかどうかの根本的な問部に高温῎高圧の熱水や蒸気が存在するものと考えられ題は残る῍ またῌ 単一の球状力源の仮定に基づきῌ 力源る῍ 今回ῌ 硫黄山付近で観測された収縮はῌ これらが噴位置が移動した可能性を述べたがῌ この場合の力源位置斎藤英二῎須藤 茂῎渡辺和明

282

はῌ 地表で観測された変動ベクトルの収斂点の意味しかない῍ したがってῌ 力源の移動はῌ より複雑な変形過程の一端ῌ あるいはῌ 複数の力源の相互作用などにより見掛け上もたらされた可能性がある῍ これらを明らかにすることは今後の課題である῍
謝

辞長者ヘルスセンタῑ ῒ飯田高原観光株式会社ΐ にはῌ
長期間ῌ EDM 設置と観測にご協力頂いた῍ 大分県農業
技術センタῑにはῌ 気象デῑタを頂いた῍ 須藤靖明氏ῌ
中坊 真氏をはじめとする京都大学火山研究センタῑの方ῐおよび九州大学の江原幸雄氏῎西島 潤氏との情報交換は本研究を行うに有意義であった῍ 気象研究所の福井敬一氏にはῌ 変動解析に当たって有益な情報を提供頂いた῍ 産業技術総合研究所地質調査総合センタῑの宇都浩三氏ῌ 風早康平氏にはῌ 粗稿の校閲をして頂いた῍ またῌ 本稿編集担当の東北大学地震῎噴火予知研究観測セ
ンタῑの西村太志氏ῌ 三浦 哲氏および 1 名の匿名査読
者氏にはῌ 粗稿の改善のための多くのご助言を頂いた῍
以上の方ῐに深謝の意を表します῍
引用文献
江原幸雄 (1994) 冷却するマグマ直上に発達するマグマ性高温地熱系ῌ九重火山におけるケῑススタディῑῌ῍ 地質学論集ῌ 43, 169῍177.
江原幸雄῎湯原浩三῎野田徹郎 (1981) 九重硫黄山からの放熱量῎噴出水量῎火山ガス放出量とそれらから推定される熱水系と火山ガス起源῍ 火山ῌ 26, 35῍56.
平林順一῎大場 武῎野上健治 (1996) 九重火山 1995 年
10 月噴火と地球化学的研究῍ 1995 年 10 月九重火山噴火の水蒸気爆発の発生機構と火山活動推移の調査῎研
究῍ 平成 8 年度科研費研究成果報告書ῌ 63῍73.
星住英夫῎川邊禎久῎鎌田浩毅῎斎藤英二 (1995) 九重
火山 1995 年 10 月の噴火による噴煙及び火口の調査と噴火堆積物の検討῍ 火山噴火予知連会報ῌ 63, 48῍50.
伊藤順一῎川辺禎久῎井村隆介῎星住英夫 (1997) 活動
履歴調査῍ 平成 7 年九重火山噴火に関する緊急研究ῌ
平成 7 年度科振費報告書ῌ 115῍130.
神宮寺元治῎江原幸雄 (1996) 最大噴気直径を利用した
火山噴気放出量及び放熱量測定法῍ 火山ῌ 41, 23῍29.

鎌田浩毅 (1997) 宮原地域の地質ῌ 地域地質研究報告 ῒ5
万分の 1 地質図幅ΐ῍ 地質調査所ῌ 1῍127.
北岡豪一῎大沢信二῎由佐悠紀῎日下部 実 (1996) 九重硫黄山における深部循環熱水の沸騰による化学及び同位体組成の変化῍ 温泉科学ῌ 46, 156῍175.
松葉谷 治 ῎ 上田 晃 ῎ 日下部 実 ῎ 松久幸敬῎ 酒井均῎佐ῐ木 昭 (1975) 薩摩硫黄島および九州の二ῌ三の地域の火山ならびに温泉についての同位体化学的調査報告῍ 地質調査所月報ῌ 26, 375῍392.
Mizutani, Y., Hayashi, S. and Sugiura, T. (1986) Chemical
and isotopic compositions of fumarolic gases from KujuIwoyama, Kyushu, Japan. Geotherm. J., 20, 273῍285.
Mogi, K. (1958), Relations between the eruptions of various volcanoes and the deformations of the ground surfaces around them. Bull. Earthq. Res. Inst., 36, 99῍134.
中田節也῎渡辺一徳῎渡辺公一郎῎木村慶信῎壇原 徹(1996) 九重火山ῌ 1995 年 10 月῍1996 年 1 月噴火῏ 地
質と岩石῍ 1995 年 10 月九重火山の水蒸気爆発の発生機構と火山活動推移の調査῎研究ῌ 平成 8 年度科研費
研究成果報告書ῌ 33῍39.
小野晃司 (1963) 5 万分の 1 地質図幅 ῔久住῕ 及び同説明書῍ 地質調査所ῌ 1῍106.
太田一也 (1993) 1990῍1992 年雲仙岳噴火活動῍ 地質雑ῌ99, 835῍854.
斎藤元治῎風早康平῎篠原宏志῎松島喜雄 (1999) 九重火山の火山ガス放出量の時間変化῍ 日本火山学会講演
予稿集ῌ 2, 140.
須藤 茂῎斎藤英二῎渡辺和明῎高田 亮 (1997) 山体変動調査῍ 平成 7 年九重火山噴火に関する緊急研究ῌ
平成 7 年度科振費報告書ῌ 35῍40.
竹内理三編 (1980) 角川日本地名大辞典 ῒ大分県ΐ῍ 角川
書店ῌ 44, 1071῍1075.
Traineau, H., Boudon, G. and Bourdier, J. L. (1994) マル
チニῑク島のプレῑ火山ῌその発達史と活動史ῌ῍ 地質ニュῑスῌ 483, 15῍25.
山川宣男 (1955) 内部力源による半無限弾性体の変形について῍ 地震ῌ 2, 8, 84῍98.
Young, S. R., Sparks, R. S. J., Aspinall, W. P., Lynch, L.
L., Miller, A. D., Robertson, R. E. A. and Shepherd, J.
B. (1998) Overview of the eruption of Soufriere Hills
volcano, Montserrat, 18 July 1995 to December 1997.
Geophy. Res. Lett., 25, 3389῍3392.
ῒ編集担当 西村太志ΐ