V O L C A N I C

F L U I D

R E S E A R C H

C E N T E R

火山流体研究センター
2020 年度

国立大学法人 東京工業大学理学院
School of Science, Tokyo Institute of Technology

VO LC A N I C FLU I D
R ESE A R CH CENTER 2 0 2 0

火山流体研究センターとは設立の経緯

格しました。平成 4 年（1992 年）には、それまでの化学

東京工業大学で火山の観測研究が始まったのは約 60う全国地球化学移動班が設置されました。そして平成 12年前のことです。昭和 49 年
（1974 年）には、国家プロジェ年（2000 年）、新たに地球電磁気学的観測研究分野を立クト「火山噴火予知計画」に本学も参画し、全国の火山ち上げ、火山流体研究センターが発足しました。平成 28を対象として火山研究を進めることになりました。この結年度（2016 年度）には、学内改組に伴い理学院火山流果、昭和 51 年（1976 年）の水釜火口での噴火を事前に体研究センターとなりました。

基礎研究分野に加えて、全国で機動的な観測研究を行な予見することができました。これは、水蒸気爆発を地球化学的に予測した、世界最初の例として有名です。
このような実績と草津白根山の活発化に鑑み、文部省

理念（当時）は、第 3 次火山噴火予知計画（昭和 59-63 年、本センターの目的は、水蒸気爆発の発生機構に深く関1984-1988 年）において、草津白根山を含む全国 12 火わりがある火山性流体 * の構成物質の特性、空間分布、山を「活動的で特に重点的に観測研究を行なうべき火山」ダイナミクス、熱構造などを総合的に解明することにありとしました。これを受け、昭和 61 年（1986 年）には、厚ます。また、学内において教育・研究指導を行なうほか、

生省（当時）栗生楽泉園や草津町をはじめとする各機関海外からの学生や研究者の受け入れも積極的に行っていのご協力のもと、同町郊外に草津白根火山観測所が落成ます。さらに、草津白根山防災会議協議会（草津町）やしました。

火山噴火予知連絡会（気象庁）へ委員を派遣するなど、本観測所は、昭和 63 年（1988 年）に省令施設へと昇研究成果を災害の軽減へ役立てることを目指しています。

草津白根火山観測所（群馬県草津町）

東京工業大学大岡山キャンパス（東京都目黒区）      1982 年 12 月の湯釜噴火（小坂丈予撮影）＊ 火山流体とは、地下浅部を流れる地下水・温泉水・火山ガス・マグマなどを指し、火山学における重要な研究対象のひとつです。

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研究組織
研究分野

草津白根火山観測所の常勤メンバー

火山流体研究センターは、地球化学と地球電磁気学の観測（令和 2 年 4 月）的研究分野を融合した、国内外に例を見ない研究組織です。

■ 小川康雄 教授（草津白根火山観測所長）

全国の関連する機関とも共同して、火山噴火予知研究を推進

理学院地球惑星科学系。

しています。研究成果は、防災情報としても行政機関に提供しています。

主な研究 :  電磁誘導を用いた活火山の構造研究、特に新しい電磁探査システムの開発。
超臨界熱水の探査研究。広域的な地殻深部の流体・地震発生場の研究。国際共同研究

地球化学観測研究分野
噴火の原動力であるマグマ中の揮発性成分の挙動、マグマ物質の収支、火山体内部の熱水系などの基礎研究に加えて、火山ガス放出量の連続測定法などの、新たな化学的観測手法の開発を研究の柱としています。さらに、火山における熱エネも推進。
■ 野上健治 教授
理学院化学系。
主な研究 :   桜島昭和火口からの噴出物及び火山ガス組成の変動、草津白根火山噴気地ルギー計測を合わせることで、草津白根山をはじめとする活動帯の火山ガスの組成変動に関する観測研究。

的火山の水・熱輸送を研究しています。

■ 神田 径 准教授

地球電磁気学研究分野

理学院地球惑星科学系。

電磁場の計測と解析によって、火山体の構造とその時間変化を明らかにする研究を推進しています。機器開発、解析ソフト開発も行っています。地球化学観測研究分野と協力することによって、浅部火山流体の特性とダイナミクスを総合的に研究しています。

教授（センター長・観測所長）

氏名
小川 康雄

続観測から火山起源の変動を抽出する研究、空中磁気測量による磁化構造の時間変化の研究。
■ 寺田暁彦 講師

スタッフ一覧（令和 2 年 4 月 1 日現在）
職名

主な研究 :  電気伝導度構造や地磁気観測による水蒸気爆発の発生場の研究、地磁気連

専門

勤務地

地球電磁気学大岡山 / 草津教授（副センター長） 岡田 哲男

分析化学

大岡山教授

野上 健治

地球化学

草津准教授

神田 径

地球電磁気学

草津講師

寺田 暁彦

火山熱学

草津研究員

茂木 透

地球電磁気学

大岡山

研究員

西澤 達治

火山岩岩石学

大岡山

研究員

石須 慶一

地球電磁気学大岡山

事務支援員

山中 さつき

草津

事務支援員

鈴木 美香

大岡山

技術支援員

和智 晶子

大岡山

理学院化学系。
主な研究 :   地球化学および地球物理学的手法に基づく火山地下浅部における水・熱エネルギー輸送に関する研究。噴煙や地熱地域、火口湖における新しい観測技術および解析手法の開発。

このほか、大学院生 4 名、学部 4 年生 4 名が所属しています。

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活動内容
研究成果
令和元年度は学会発表を 48 件（国内 36、海外 12 件）、また、外部研究資金として文部科学省科学研究補助金を 3

査読のある専門誌への論文発表を 14 件、査読のない論文・件、その他の研究費 5 件を獲得することで、多様な研究課報告書等への発表 2 件を行ないました（筆頭・共著を含む）。

題に対して、内外の研究者と共同で取組んでいます。
草津白根山の熱水系概念図

比抵抗図（左図）草津白根山の東西地下断面について、電気抵抗の分布を色で表しています。抵抗の低い部分（赤）は温泉変質が進んで粘土化した、水を通しにくい地層です。抵抗の高い部分（青）は、高温の火山ガスの流動経路に対応しているようです。

（右図）最近の草津白根山の活動には、地下を流れる熱水や火山ガス、いわゆる熱水系が大きく関係しています。まず、マグマから上昇した火山ガスが地下水と混じり、山頂下で凝縮します。気相（ガスの部分）は、さらに上昇して湯釜湖底から噴出しています。一方、液相（熱水の部分）は、温泉として湧出しています。
火山ガスは、マグマや地下の情報をいち早く地表へ伝達することから、火山ガス成分や放出量の変化は、噴火予測を行なう上で重要です。

教育本センター教員は、本学理学院の化学または地球惑星生 1 名、地球惑星コースの修士課程学生 1 名が修士の学科学を専攻する学生を対象に学部および大学院教育を行っ位を取得しました。さらに、化学系の学部生 4 名が卒業研ています。大岡山キャンパス内の講義のみならず、草津白究を行いました。

根山などにおいても観測実習も行ないます（写真）。平成 12 年
4 月のセンター発足以来、29 名が修士課程を修了し、7 名が博士（理学）の学位を取得しました。
令和元年度は地球惑星科学コースの博士課程学生 1 名が草津白根火山地下の電磁気学的構造について学位論文にまとめました。
また、化学コースの修士課程学

草津白根山での火山観測実習。

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社会貢献
研究成果を提供し、安全安心の社会作りに貢献していまています。

す。国に関係する機関として、例えば火山噴火予知連絡会

令和元年度は、NPO 法人地学オリンピック日本委員会（神田）、同草津白根部会（小川・野上）に委員を派遣しにおいて講演を行いました（小川）。また、草津町においています。地方自治体とも協力しており、草津白根火山防て地域の方々を対象とした火山講演会、野外での火山観察災会議協議会（小川）のほか、岩手県栗駒山火山防災協会のほか、小・中学生向けの授業や実習などを行いました

議会（野上）などに参画することで地域防災の一翼を担っ（寺田）。

草津白根山の火山観測網
当センターは、活動火口に近接した高密度観測網を展

映像は、草津町役場や気象庁などの関係機関へ配信され開しています。その中核をなすのが、地表から深さ 50 ～ています。この映像は、山頂の白根レストハウス 2 階や、200 m まで掘られた縦穴の底に設置してある、傾斜計と地隣接する自然公園財団の草津白根・弓池パークサービスセ震計です。ここで傾斜計とは、地面の傾きを極めて精密にンター 1 階ホールにおいて、一般の方も自由に見ることが測る特殊装置です。例えば 1 km 先の高さが僅か 1 mm 上できます（冬季、および火山活動が活発化した際は閉鎖下しただけでも確実に捉えることが可能です。また、地表されます）。

面では車や動物、風などのノイズがありますが、静かな地

平成 30 年に本白根山で発生した噴火以降、本白根山中に設置した地震計からは高品質な記録が得られます。こ周辺や白根山の西側に地震計や GNSS などの観測点を新のようにして得られたデータは、観測所へ常に自動伝送さたに設置するなど、観測体制を強化しています。

れています。さらに、湯釜火口内に設置した監視カメラの観察点マップ

草津白根火山観測所が運用している主要観測点（ここで使用した地形図は、国土地理院電子国土 Web システムから配信されました）5VO LC A N I C FLU I D
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トピックス

2019

草津白根山の4次元撮像を目指す（ 令 和元年）

火山活動の推移を予測するために、電磁波を用いた新しい観測技術の開発を進めています。高精度に制御された電気信号を草津白根山の山麓から送信し、それを山頂域で受信する実験を行っています。4 次元とは空間と時間のことです。すなわち、草津白根山の内部で噴火に関わる高温高圧の熱水が動いてゆく様子を、時間・空間的に観察することを目指しています（小川）。

白根山に設置された受信設備のひとつ。

伊豆大島でのドローンを用いた火山ガス観測2019.6（令和元年 6 月）

本学では火山観測用の無人航空機（ドローン）を平成 30 年度から運用しています。伊豆大島では、誰も近寄ることができない 火口の底 へドローンを降下させて、当地としては初めて火山ガス組 成を測定することに成功しました。 このほか、 危 険 な場
所での温 度測定や、試 料を採取することもできます（寺田）。

離陸する火山ガス観測ドローン。

ガス測定器を吊り下げて火口内へと降下してゆく。

最近の草津白根山
草津白根山では、平成 26 年春から白根山湯釜周辺で群発地震や地殻変動などの様々な異常が捉えられてきました。平成 30
年 1 月には本白根山が噴火して死者１名を含む災害となりました。その後、本白根山では散発的な地震活動が認められるものの、以前のように静穏な状態が続いています。湯釜周辺で噴火

火山観測ドローンが撮影した湯釜における 黒 灰 色 変 色 。変 色は火山性微動などの地下活動に対応して発生していますが、数日で消失する一時的な現象です。

は発生していませんが、令和に入ってからも地震活動が活発な時期と、静穏な時期とを繰り返す状態が続いています。平成 30
年以降、湯釜では湖面が変色する現象が何度か観察されていますが、湖水の化学成分濃度や水温に大きな変化はありません。
近年、火山深部から湯釜直下へと供給されている火山性流体の流量が不安定になっている可能性があり、今後の活動に注目しています。

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ドローンを変 色 域 の真上へ飛ばし、変色水そのものを採 水 することも行っています。
写真は、ドローンから採水器具を降下させてゆく様子です。

草津白根山のあらまし
草津白根山は活火山
草津白根山は国内で指定されている 110 の活火山のひ

約 5,000 年前には殺生溶岩 (Ss) を流したことが知られていとつです。地下深くのマグマから染み出してきた大量の火ます。しかし、それ以降の時代に草津白根山で何が起きて山ガスが地下水と混じりあい、標高 1,200 m 付近に温泉がきたのか、その詳細はよく分かっていませんでした。平成

豊富に湧き出るようになりました。

25 年度から富士山科学研究所、富山大学および東京工業

現在は静かな草津白根山も、約 70-80 万年前には大規大学による本格的な調査が進み、湯釜周辺や本白根山で模噴火を起こし、高温・高速で地表を這うように流れる噴発生してきた噴火の歴史が、徐々に明らかとなってきまし煙（太子火砕流、下図の Op）が発生しました。火砕流はた。写真は本白根山の南東斜面（標高 1,900m 付近）で谷を埋め、場所によっては 100 m もの厚さで堆積した結果、の地質調査の様子です。

山の東側にあたる草津温泉街周辺には緩斜面が、南側の嬬恋村にはキャベツ畑の広がる緩やかな台地が形成されました。このように、火山の恵みとも言える温泉や土地を人間が有効活用している好例が、草津白根山と言えます。
草津白根山は、20-30 万年もの長い間、噴火活動を休んでいる時期がありました。今から約 1 万年前に活動を再開した草津白根山は、約 7,000 年前には香草溶岩（Kg）を、

草津白根山の火山地質図

本図は、産業技術総合研究所発行の草津白根火山地質図の一部を改変したものです（承認番号第 69635500-A-20111125-001 号）

7そのGeospot 8
8 草津のジオスポット
氷室

本白根山から約 5000 年前に流出した殺生溶岩流は、現温泉街の手前で停止しました。その後、溶岩流の先端付近が崩れ、崩壊堆積物に累石型風穴と呼ばれる空気の通り道が形成されました。この風穴からは真夏でも 1℃前後の冷風が噴き出してくることから、草津では氷室と呼ばれ、かつては天然の冷蔵庫として利用されたこともありました。冬季は、氷室（冷風穴）から冷たい空気を吸い込むことで穴内部が冷やされます。おそらく、氷室より山側のどこかに、 冬 季に温 か い
風を吹き出 す 穴（ 温風穴）があるはずです。
初夏になると、氷室から切り出された天然氷を神前に供える神事が行われます。

P 国道最高点
駐車場466

芳ケ平
大池

ジオスポット 5
湯釜北側噴気列

大平湿原
平兵衛池

白根山
御巣鷹山

ジオスポット1弓池のほとり

小右衛門ノ滝草津白根
レストハウス

草津高原G

青葉山

逢の峰

山頂

ジオスポット 6
逢ノ峰

常布ノ滝

入道沢

ジオスポット３
天狗山ゲレンデ

山麓

本白根山

ジオスポット7
青葉山

鏡池

富貴原ノ池

草津町

ジオスポット 4
殺生河原

草津町役場

ジオスポット 8
氷室

ジオスポット2
武具脱の池

火山流体研究センター
草津白根火山観測所〒 377-1711 群馬県吾妻郡草津町大字草津 641-36
Tel : 0279-88-7715 Fax : 0279-88-7717
交通 : 草津温泉バスターミナルまで（草津温泉バスターミナルからタクシーで 5 分、または徒歩 30 分）
1 上野駅 - [JR 吾妻線 ( 特急草津 )］- 長野原草津口駅 - [ 路線バス］草津温泉バスターミナル
2 東京駅 - [ 長野新幹線］- 軽井沢駅 - [ 路線バス］- 草津温泉バスターミナル
3 バスタ新宿（新宿駅）- [JR 高速バス］- 草津温泉バスターミナル

大岡山キャンパス〒 152-8551 東京都目黒区大岡山 2-12-1
南 5 号館 4 階 405A 号室（小川居室）
405B 号室（草津教員・学生共用室）、404A 号室（秘書室）
Tel :03-5734-2639（小川居室）/ -2515（秘書室）
Fax :03-5734-2492（秘書室）
交通 :  大岡山駅（東急目黒線・大井町線）下車、南 5 号館まで徒歩 7 分
石川台駅（東急池上線）下車、南 5 号館まで徒歩 10 分

URL : http://www.ksvo.titech.ac.jp/
Mail : webmaster@ksvo.titech.ac.jp

表紙写真：（  左 ） 湯釜火口湖と噴火した本白根山（2019 年 11 月 3 日撮影）
（右上） 湯釜北側噴気列のひとつ。活動に応じて化学成分が変化する。
（右下） 伊豆大島三原山での土壌拡散ガス観測。