草津白根山に見る

不意打ち噴火のメカニズム
予想外の時期と場所で起きた噴火の背景には地下深部のマグマ性ガスの振る舞いがある

中島林彦（日本経済新聞）

協力：大場 武（東海大学）

噴火も，シーリングゾーンの噴火モデされた東京工業大学や東京大学，防災た時刻だ。大振幅の火山性微動はそのルでうまく説明できるとみている（中科学技術研究所などの資料をもとに当後も約 5 分間継続し，これが噴火の最島林彦「箱根山大涌谷噴火を読み解く」

時の状況を再現すると，それまで静穏盛期となった（5 ページの写真）。

日経サイエンス 2015 年 11 月号。別冊

だった本白根山で異変が起きたのは同当時，白根山と逢ノ峰の間を通って

日経サイエンス 217『大地震と大噴火』

日午前 9 時 59 分のことだ。火山の地

草津温泉と万座温泉を結ぶ国道は冬期に収載）。シーリングゾーンの噴火モ

下を熱水や水蒸気が動くことなどによ

閉鎖中だったが，逢ノ峰と本白根山のデルは火山活動を深く理解し，噴火のって地面が連続的に揺れる「火山性微中間地点までスキー客を運ぶロープウ可能性を評価するのに役立つと期待さ動」が始まった。以後，その振幅は次

エーは運行中で，ゴンドラに噴石が飛れている。

第に増大，午前 10 時 2 分，爆発によび込んできた。噴石は草津白根山東側るとみられる激しい空振（大気中を伝山腹のゲレンデにいたスキー客や雪山わる振動）が始まり，火山性微動に加訓練中の自衛隊員を襲い，1 人が死亡，えて低周波の地震も起き始めた。この11 人が負傷した。

ほとんどなかった直前の予兆
草津白根山はほぼ南北に連なる標高2000m 級の 3 つの山の総称だ。南か時点で噴火が始まったと考えられる。

降灰は火口から約 30km 遠方まで確

噴火は時に，ほとんど何の予兆もなっくり仰天した」と同山の火山活動に

なぜ予想外の時期に，予想外の場所

ら順に本（もと）白根山（2171m），火山性微動の開始から噴火までわずか認され，噴出物の総量は 3 万〜 5 万ト

く起こる。予兆がないと注意喚起や規詳しい東海大学の大場武は話す。噴火で噴火したのか。大場はこれまでに得逢ノ峰（あいのみね，2110m），白根3 分間しかなかった。

ンと見積もられた。2014 年の御嶽山制がしにくいため，火口近くに居合わ

直後の新聞紙面では，何人もの火山学られている草津白根山の地下構造の知山（2160m） と い う。 も っ と も 3 つ

傾斜計のデータによるとこの約 3 分

噴火では多数の死傷者が出たが，噴火せた登山客などに死傷者が出る場合が者が異口同音に今回の噴火の意外性を見と，ここ数年間の火山活動の推移をの山の頂は互いに 1km くらいしか離間で，本白根山の地下浅部で圧力が急としては小規模で，噴出物総量は約ある。今年 1 月の草津白根山の噴火や，語っている。草津白根山では近年，火もとに，1 つのシナリオを提唱していれておらず，3 山全体で 1 つの山体を増して山体が膨張，ほぼ東西方向に長2014 年 9 月の御嶽山（おんたけさん）

山活動が低下しており，噴火が切迫しる。地下深部において，高温のマグマの噴火が代表事例だ。近年の研究で，ているとの認識はなかったからだ。ま

性ガスの上昇ルートが途中で目詰まりそうした不意打ち噴火の中でも火山のた草津白根山には複数の火口があり，する「シーリングゾーン」が形成され50 万トンだった。今回の噴火の噴出
さ 約 500m， 深 さ 数 百 m 以 上 に 達 す形成している。また草津白根山の東側量はその 1/10 なので，かなり規模が山麓の標高約 1200m には草津温泉が， る割れ目が急激に生じた。その割れ目小さいといえる（ちなみに 2015 年のを伝って水蒸気が爆発的な勢いで上昇， 箱根山大涌谷噴火の降灰量は約 100 ト
西側山麓の同約 1700 ｍには万座温泉

熱水活動が原因とみられる場合は，あ噴火するとしたら高温の噴気などの活て高温ガスが地下に蓄積，それが原動があり，いずれも名湯として知られる。

岩石片や微小な粒子を巻き上げ，上空る程度共通したメカニズムが存在する

動が見られる火口だろうと予想されて力となって噴火がもたらされたという。

万座温泉からは本白根山と白根山を望に向けて噴出したと推定されている。

可能性があることがわかってきた。

いたが，実際に噴火したのは有史以来，大場は，戦後最悪の火山災害となっむことができる（下の写真）。

激しい空振と低周波地震が始まった午噴火が起きていないとされていた別のた 2014 年の御嶽山の噴火も，2015 年

今回の噴火は本白根山で 1 月 23 日

前 10 時 2 分は，割れ目に沿って複数

実は火山学者や気象庁が噴火を警戒火口だった。に起きた箱根山大涌谷の有史以来初のに起きた。火山噴火予知連絡会に提出の火口が開き，大規模な噴出が始まっし，観測機器を集中的に設置していた（文中敬称略）「草津白根山の 1 月の噴火には，び

草津白根山の山容

ンで極小規模の噴火だった）。

予想外だった本白根山の噴火

万座温泉の見晴台から眺めた風景（今年 4 月に撮影）。画面の左端，地肌が見える山頂部を持つのが白根山。その右隣りにある手前の小山に隠れて逢ノ峰は見えないが，小山の右側に遠く見えるのが本白根山。手前に広がる谷は奥万座川の渓谷で，画面右下の谷底に小さな池のように見えるのは万座温泉の泉源の 1 つである湯畑。

日経サイエンス2

日経サイエンス 2018 年 8 月号

http://www.nikkei-science.com/

3

のは，今回噴火した本白根山ではなく火口湖は「湯釜」と呼ばれ，湖底からージのイラスト）。岩盤は一般に電気帯の噴気温度が低い理由は，熱水溜ま白根山の方だった。白根山は草津白根

噴出する火山性ガスや熱水のため強酸抵抗が大きいが，熱水が豊富に存在すりから地表まで 1000m 程度の距離が山を構成する 3 つの山の中で火山活動性で白く濁っている（7 ページの写真

る場所では電気抵抗が低くなり，熱水あり，高温ガスが上昇する途中で冷えが最も活発である一方，本白根山や逢左）。周辺は火山ガスや高熱のため木々ばかりの場所だと電気抵抗がほぼ海水るためだとみられる。また，この熱水ノ峰については火山学者の関心を集めが生えず，地肌がむき出しで荒涼とし並みになる。だから電気抵抗の調査で，溜まり周辺から東側山麓と西側山麓にるような活動は見られなかったからだ。

た風景が広がる。特に北側斜面は高温熱水溜まりの場所や，熱水の上昇ルー向けた熱水の地下の流れがあることもその白根山にしても，近年，火山活動の噴気が出る噴気地帯となっている

トなどが推定できる。

電気抵抗マップから推定され，それぞは低下傾向にあり，「もうこの山はし（7 ページの写真右）。また湯釜周辺で白根山では山頂の湯釜直下の標高約

ばらく眠りにつくのだろうなあと多くは，江戸時代以来，小規模な噴火が何2000m の領域から標高− 1500m 以深の火山学者が思っていた」（大場）。

度もあったことが記録にあり，直近での領域まで電気抵抗が連続的に低くな今回の本白根山の噴火や白根山の湯は 1982 年 〜 1983 年 に 5 回，1989 年っており，特に標高 0m 前後の領域の釜周辺でたびたび起きている噴火も，に 1 回，噴火している。

電気抵抗は海水並みの低さだった。ここれら 2 つの熱水溜まりに由来すると

実際，気象庁は 2017 年 6 月，白根山の噴火警戒レベルを 2（火口周辺のれ草津温泉と万座温泉の泉源となっていると考えられた。

規制）から最低レベルの 1（活火山で一方，本白根山の山頂周辺にも火口の低電気抵抗の領域は火山性地震の震考えられている。何らかの理由で熱水あることに留意）に下げていた。これ

湖と噴気地帯があるが，火口湖は湯釜源分布とほぼ一致する。こうしたこと溜まりの活動が活発化し，熱水が地下を受け，白根山の山頂域にあるレストとは違って湖底から熱水や火山性ガスから，白根山頂の直下にはかなり大き浅部で沸騰して水蒸気が爆発的に発生，ハウスは営業を再開し，観光客で賑わは流入しておらず，噴気地帯の噴気はな熱水溜まりがあり，そこから湯釜に岩盤を破砕し，岩石片などを巻き上げうようになった。それから約半年間，熱くない。気温と同程度の低温噴気だ。

熱水が供給されていること，白根山頂ながら噴出する。「水蒸気噴火（水蒸

火山活動に特段の変化も見られなかっ本白根山と逢ノ峰の山頂域はいずれも直下を震源とする火山性地震は熱水の気爆発）」と呼ばれる噴火だ（ちなみたところに，多くの研究機関が監視し白根山と違って緑に覆われ，火山活動活動によって生じていることがわかっに最近報じられている南九州の霧島火ていた白根山ではなく，噴火警戒レベが不活発であることが見て取れる。また。この熱水溜まりから白根山の東側山とハワイ島キラウエア火山の噴火はルの設定すらされていなかった本白根

た両者とも記録に残っている噴火はな

山麓に至る熱水の流れも電気抵抗マッ

マグマが地表に噴出するマグマ噴火で，山で突如として噴火が起きたのだから，い（逢ノ峰北西の弓池という火口湖周プから推定され，これが東側山麓の温水蒸気噴火とはタイプが異なる。桜島

火山学者は驚いた。

辺で 1902 年に小規模噴火があったが，泉（草津温泉北方にある香草温泉などもマグマ噴火だ）。

弓池は白根山の領域に入ると解釈されの野湯）をもたらしているとみられた。

つまり，本白根山が今回なぜ噴火し一方，逢ノ峰山頂から南東約 500mたのかという問いは，なぜ熱水溜まりの山腹の直下，標高 0m 前後の領域もの活動が活発化したのかという問いに電気抵抗が海水並みに低く，このあたなる。噴火の場所は本白根山山頂域のしかし大場が提唱する噴火シナリオに沿って考えれば「今回の本白根山のている）。

噴火と，白根山のここ数年の活動低下はいわば表裏一体の関係にある」（大2 つの熱水溜まり
こうした草津白根山の活動は地下にりにもう 1 つ別の熱水溜まりが存在す北側部分（逢ノ峰に近い側）なので，した上で，近年の火山活動の状況を述ある熱水溜まりに由来する。1990 年

ることがわかった。ただ，その鉛直上今回の水蒸気噴火は逢ノ峰南東の熱水べ，それが本白根山の噴火とどのよう代前半，第 4 次火山噴火予知 5 カ年計

方の標高約 1000m の領域や，鉛直下溜まりから供給された熱水に由来するにつながるかを説明する。

画の一環として草津白根山の広域で地方の標高約− 1500m の領域の電気抵とみられる。大場によると 2 つの熱水

白根山の山頂域には大小 3 つの火口下の電気抵抗が調べられ，2 つの熱水抗は低くなっていない。これらから，溜まりは密接なつながりがあると考え湖があり，最も大きな直径約 300m の溜まりの存在が明らかになった（右ペこの熱水溜まりは白根山直下のものよられるので，それら両方の熱水溜まりり規模が小さいと考えられる。実際，のここ数年の活動状況を説明する。

この熱水溜まりに由来するとみられるマグマ性ガスの流路が目詰まり■ 草津白根山の 1 月の噴火は火山学者にとって驚きだった。予想外の時期に意外な場所で起きたからだ。
■ しかし，ここ数年の火山性地震や噴気活動の推移を注意深く調べると，不意打ちのような噴火がどのようにして起きたのか推定できる。
■ マグマ溜まりから上昇してくる高温ガスの流路が目詰まりして，地下深部でガスが蓄積したことが原因で，御嶽山など他の火山でも同じようなメカニズムで噴火が起きているとみられる。

4

火山性地震の震源分布は白根山直下の低下傾向だった熱水活動震源分布よりも限定的で，地下数百

これまで火山学者は白根山の湯釜付

m では火山性地震は起きていない。

近での噴火の可能性を考えていたため，また，この逢ノ峰南東の熱水溜まり湯釜直下の熱水溜まりの活動を注視しから逢ノ峰と本白根山の両山頂の火口ていたが，ここ数年，その活動は低下につながる熱水ルートが存在しないこ傾向にあった。白根山を震源とする火とも電気抵抗マップから読み取れた。

山性地震は 2014 年当時，かなり発生

この事実は，本白根山頂の火口湖で湯頻度が高く，震源は標高 0m から，湯釜のような熱水活動の影響が見られな釜直下の標高 2000m あたりまで広がいことと整合する。本白根山の噴気地っていたが，2015 年以降，発生頻度

日経サイエンス 2018 年 8 月号

http://www.nikkei-science.com/

SE湯釜
今回の水蒸気噴火

白根山

逢ノ峰

熱水の流れ

本白根山

万座
温泉
方向

熱水溜まり

熱水溜まり
殺生河原（噴気地帯）
草津温泉

時事︵写真︶／東海大学・大場武︵イラスト︶場）。白根山と本白根山の状況を紹介

NW

超高温のマグマ性ガスを含む流体

マグマ溜まり

草津白根山の地下構造

上段の写真は 1 月の本白根山の噴火当時の模様（浜島貝さん提供）。下段

はこれまでの研究から推定された草津白根山の地下の大まかな様子。地下深部にマグマ溜まりから上昇してきた高温のガスが，白根山頂の湯釜直下にある熱水溜まりと，逢ノ峰の南東側にある熱水溜まりに供給されている。草津白根山の東側山麓と西側山麓に向かう流路もあり，草津白根山や万座温泉などの泉源となっている（万座温泉側の状況については不明な部分が多い）。今回の噴火は，マグマ溜まりから湯釜直下の熱水溜まりに向かう高温ガスのルートが，シーリングゾーンの形成によって目詰まりした結果，通常よりも大量の高温ガスが逢ノ峰南東側の熱水溜まりに供給されたために起きたと考えられる。

5

が低下するとともに，震源の上限が次1200m くらいになっていたのだ。こ

本白根山の山頂近くにまで上昇，最終第に低下し，2017 年には標高 1500mのシーソーのような変動を手がかりに，的に水蒸気噴火に至ったというのが大まで下がった。

大場はシーリングゾーンの噴火シナリ場の見立てだ。ではなぜ湯釜直下の熱オを考えるに至った。それは次のよう水溜まりへのマグマ性ガスの供給が絞なものだ。

り込まれたのか？

火山性地震の活動低下は，地下深部のマグマ溜まりから熱水溜まりに供給されている高温のマグマ性ガスの流入量が減少したのが原因とみられる。間

その回答が「シーリングゾーンの形成だ」（大場）。

シーリングゾーンの形成

草津白根山の地下深部のマグマ溜ま

草津白根山の地下には 2 つの熱水溜りから放出された推定 800℃以上の超地帯の変動だ。噴気には水蒸気のほかまりが存在するが，両者にマグマ性ガ

高温ガスは周辺の地下水と混ざり，高にマグマ性ガス由来の二酸化炭素や硫スを供給しているマグマ溜まりは同一

温流体となって岩盤中の細かい亀裂を化水素が多く含まれ，水蒸気に対するのものだとみられる。白根山と本白根伝って上昇していく。そして上昇する

二酸化炭素の濃度比（モル比）はマグ山の噴気地帯の火山性ガスの二酸化炭につれて次第に冷え，温度が 400℃く

マ性ガスの熱水溜まりへの流入量の変素と硫化水素の濃度比がほぼ同じであらいまで下がると，様々な鉱物が流体化を知る指標となる。大場によると，ることが 1 つの証拠だ。また，草津白から析出し始める。この析出プロセス

い火山で起きる小規模な水蒸気噴火のこの値は定期的な観測を始めた 2014

根山は数十万年前，マグマが地表に噴が続くと，岩盤中の亀裂が鉱物で埋め多くはシーリングゾーンが関与してい年以降，2017 年暮れまで一貫して低出する大規模なマグマ噴火を起こしてられ完全にふさがる場合も出てくる。

ると考えている。ただ，シーリングゾ

壊の兆候をつかむため，噴気や火山性硫化水素の濃度を調べたところ，マグ下傾向を示していた。

おり，その推定流出量から考えるとマ岩盤中に約 400 ℃の等温面を描くと，ーンの形成から噴火に至る道筋には地震，地磁気などを地道にモニターす

マ性ガスの急増をうかがわせるデータ

マグマ性ガスの熱水溜まりへの流入

グマ溜まりは差し渡し 4km 程度はあ

マグマ溜まりの上方をドームのように様々なバリエーションがある。

ることが求められる」と大場は言う。

が得られた。また湯釜の水位は 11 月が減れば，熱水溜まりの温度も低下するとみられ，これは 2 つの熱水溜まり覆う形になり，そのあたりで高温流体

今回の本白根山の噴火はマグマ性ガ

ただ，草津白根山のように 1 つのマると考えられる。地磁気は地下の温度の分布域を包含するサイズになる。の上昇をせき止めるゾーンが形成されスのメインルートがシーリングゾーン

グマ溜まりから複数の熱水溜まりに高「このような湯釜周辺の熱水活動のる。これがシーリングゾーンだ。

で塞がれた結果，サブルートの方に通温ガスが供給される場合，状況はより活発化は，シーリングゾーンが破壊さ湯釜と高温噴気地帯

東海大学の大場武教授の研究グループは定期的に湯釜（左の写真）とその近くにある噴気地帯の調査に取り組んでいる（写真はいずれも 2015 年 10 月の調査の模様）。

より高くなっていた。

が上がると熱消磁という現象によって草津白根山は活動を始めてから数十磁力が弱まり，温度が下がると岩盤の万年以上が過ぎた古い火山であり，そ今回の噴火の火口を特定するため，常より大量のガスが流れることによっ複雑になる。今回，本白根山が噴火しれ，高温のマグマ性ガスが湯釜直下の帯磁によって磁力が増すが，湯釜周辺うした火山ではマグマ溜まりから放出

本白根山の地表面の微小な起伏が詳して起きたと考えられる。一方，シーリたが，次回も続けて本白根山になるか，熱水溜まりに大量に供給され始めた可の磁力のデータを見ると，2016 年以されるマグマ性ガスの量は基本的にほく調べられたが，その過程で，今回とングゾーンでせき止められたマグマ性それとも白根山の湯釜周辺になるか，能性が高いことを示唆する」と大場は降，2017 年暮れまで磁力が増す傾向

ぼ一定だと考えられる。つまり，この同様の小規模な水蒸気噴火によって形ガスが次第に蓄積，その高温高圧によ「地下深部のマグマ性ガスや熱水の動言う。1 月の本白根山の噴火だけではにあり，地下の温度が低下傾向にある

マグマ溜まりで生じる高温ガスのかな成されたとみられる火口列が多数発見ってシーリングゾーンが破壊され，溜きを予想することは難しい」（大場）。

シーリングゾーンの “ ガス抜き ” が不ことを示していた。

りの部分は湯釜直下の熱水溜まりに定された。これまで行われた本白根山のめ込まれたガスがメインルートに急激白根山の場合，湯釜以外の火口湖でも十分だったようだ。

このように湯釜直下の熱水溜まりの常的に供給され，残りが逢ノ峰南東の地質調査によれば，本白根山で噴火がに流れ込む可能性もある。

噴火した記録があるので，噴火の場所

湯釜直下では 4 月 21 日夜から火山活動は詳しく把握されていたが，逢ノ熱水溜まりに向かっているとみられる。

起きたのは直近でも約 1500 年前とさ先述のように草津白根山の湯釜周辺を湯釜に絞り込むことはできない。
「今性地震の群発が始まり，気象庁は翌

峰南東の熱水溜まりの活動は噴火とのしかしながら，湯釜直下の熱水溜まりれるが，今回のような小規模な水蒸気では江戸時代以来，何度も水蒸気噴火

回の噴火を教訓に，予断を持たず，草関連がないとみられていたため十分なへのマグマ性ガスの供給量がここ 2 〜

噴火は残留する堆積物が少ないことをが起きていることが知られ，直近では津白根山全体の火山活動をモニターす観測はされていない。ただ，火山性地

3 年，減っていたのも，観測データの考えると，より新しい時代にも起きて1989 年にも起きているが，これらはる必要がある」（大場）。

震のデータは得られており，ここ数年，解析からほぼ確かだと考えられる。

いた可能性がある。そうした噴火もシシーリングゾーンの破壊シナリオによ実際，草津白根山の地下では新たな22 日，白根山の噴火警戒レベルを最低レベルである 1（活火山であることに留意）からレベル 2（火口周辺の規制）に上げたが，「この 4 月 22 日前後発生頻度に大きな変わりはなかった。

「これら両方がともに正しいとすれリングゾーンの形成によって生じた可って説明できると大場はみる。2014

展開が起きつつあるようだ。大場は 5にシーリングゾーンが破壊されたとみ火山学者はこうした状況を承知していば，その絞り込まれた分のマグマ性ガ能性があるだろう。

年の御嶽山の噴火と，2015 年の箱根月中旬，本白根山の噴火後初めて，湯られる」（大場）。

たため，今回の本白根山の噴火は大き

スは，逢ノ峰南東の熱水溜まりの方に山大涌谷の噴火もシーリングゾーンの釜周辺の高温噴気地帯を調査したが，大場によると現在の湯釜周辺の状況な驚きだった。

供給されたと解釈するのが自然だ。逢破壊によって生じた可能性が高いと大噴火前の 2017 年 11 月の調査時点と様は，1982 年に湯釜で水蒸気噴火が起様々な噴火の様相

大場も同様だったが，噴火発生後，ノ峰南東の熱水溜まりはここ数年，火シーリングゾーンによって火山の熱場は話す。それらの噴火の前，マグマ相は大きく変わっていた。噴気地帯できる前とよく似ているという。噴気地

過去約 3 年間の火山性地震のデータを

山性地震の発生頻度はあまり変わらな

水活動が変動するモデルは 1990 年代

性ガスの絞り込みとみられる変化が，は新たな陥没孔が出現，その孔の中で帯や火山性地震などの活発化で終わる詳しく見直して奇妙なことに気付いた。

いが，震源の上限が徐々に上昇してい末，米地質調査所の火山学者だったフ噴気の調査で捉えられていたからだ。

は熱水が激しく沸騰していた。複数ののか，それとも噴火に至るのか，十分

この間，湯釜直下の火山性地震の震源る。この変化はマグマ性ガスの供給がルニエ（Robert Fournier）が米国のシーリングゾーンの形成プロセスを噴気孔から噴気を採取，二酸化炭素とな注意が必要だ。の上限は標高約 2000m から次第に下増え，熱水の活動が活発化したことの巨大火山イエローストーンで観測され考えると，シリーングゾーンは一度，がって約 1500m になったのに対し，表れとみることができる」（大場）。ている火山性地震などの熱水活動の変破壊されても時間がたてば再び形成されるので，噴火も繰り返されることに協力なる。「シーリングゾーンの形成や破東海大学理学部教授。専門は火山化学と地球化学で，火山性ガスと火山活動との関係に興味がある。

逢ノ峰南東の火山性地震の震源の上限

通常より高温になった逢ノ峰南東の動を解釈するために提唱した。大場はは標高約 1000m から次第に上昇して熱水溜まりでは内圧が高まり，熱水が今回の本白根山の噴火など，比較的古6

日経サイエンス 2018 年 8 月号

http://www.nikkei-science.com/■

大場 武（おおば・たけし）

7

東海大学・大場武

接証拠となるのが湯釜周辺の高温噴気