特集

火山噴火災害に備える（その２）□蔵王山の火山観測と防災

東北大学大学院理学研究科 附属地震・噴火予知研究観測センター教授

2)

１．蔵王山の概要

三浦哲に基づいて得られた過去約１万年間の噴火履歴について簡単に述べる。約９～４千年前には、ス

蔵王山は宮城県と山形県の県境に位置し、日本トロンボリ～ブルカノ式のマグマ噴火あるいはそ百名山に数えられる山頂周辺や山麓のスキー場・れらに水が関与したマグマ水蒸気噴火が繰り返さ温泉には毎年多くの観光客が訪れている。令和元れていたと考えられる。また、マグマ噴火の前ま

年の宮城県観光統計概要1) によると、その数は年たは後に水蒸気噴火が発生した可能性も指摘され間約420万人であり、仙台市内（約1,650万人）やている。約４～２千年前の噴出物には水蒸気噴火日本三景の一つである松島（約600万人）に次ぐが発生した痕跡が認められる。規模は、約２千年多さとなっている。

前以降のものよりは大きかったと推定されている。

その一方で、蔵王山は我が国に111ある活火山

約2千年前以降の噴火は、水蒸気噴火からマグマの一つであり、その中でも火山防災のために監視・噴火に移行するような噴火が繰り返し起こり、御観測体制の充実等の必要があるとされる50火山の釜東側の五色岳を形成したとされている。

一つにもなっている。エメラルドグリーンの湖水

1894～1897年の噴火は、近年では最も大規模なを湛える火口湖御釜から僅か約800m の距離にはものであった。1894年７月、1895年２月、３月、一般車両用の駐車場が整備され、訪れた観光客は8月には小規模の水蒸気噴火が繰り返し発生し、9軽装のまま数分間歩くだけで最短で約400m の距

月27日にはクライマックスの噴火に至った。これ離まで近づくことができる。2014年の御嶽山噴火

らの噴火に伴って御釜から湖水が溢水することでのように、万が一晴天の日中に顕著な兆候もなく発生したラハール（火山泥流）が東側の河川を流噴火が発生すれば、噴火規模が大きくなくとも甚れ下ったと考えられる。クライマックス噴火のス大な人的被害を被ることになる。したがって、高ケッチ（図１）3) によれば、噴煙柱が350ｍほど上精度の観測に基づく蔵王山の火山活動のモニタリ空に達し、大型の火山弾が落下している様子が描

ングと噴火発生の切迫性の評価、そして山頂周辺かれている。御釜周辺で見られる火山弾には長径域への立ち入り規制等の適切な対策を行うことが約2.5ｍのものも発見されている。総噴出量はお極めて重要である。

よそ60万トンで、噴出物と共に多量の熱水が噴出したと考えられる。また、噴出物に火山弾が含まれることから、マグマそのものが一部噴出した可２．蔵王山の噴火履歴能性が指摘されている。

以下では、蔵王山の詳細な火山地質学的な研究－16－

その後、1918年には御釜が沸騰、1923年８月

消防防災の科学

り白濁が弱くなり、活動も低下した。1962年8月には、丸山沢噴気地熱地帯付近を震源とする地震が発生したが、その約４年後から、山腹の複数の噴気帯帯において、噴気の増加、新温泉の湧出、強い硫気ガスの発生、硫黄臭などが認められた。
この間、御釜での異常は報告されていない。1971
年頃にこれらの現象は終息した。
その後は、1984年の熊野岳南東約５km 付近や、1990年の御釜～刈田岳付近での群発的地震活動、1992年及び1995年の不忘山付近、1995年の熊野岳北西約10km での地震等の報告がある。

３．蔵王山の観測研究
蔵王山では、2011年東北地方太平洋沖地震以後、マグマ活動を示唆する深さ20～35km で発生する深部低周波地震の活動が活発化し、2013年１月22日には、2010年９月１日に気象庁により常時観測が開始されて以来初めて火山性微動が観測された。
当時、蔵王山周辺の火山観測点は、気象庁の１点と東北大学の２点のみであったため、気象庁と東北大学は、さらなる火山活動の活発化に備えて、
図１

巨智部（1896）5) による蔵王山噴火時の山頂周観測網の強化を進めた。その結果、現在気象庁の辺のスケッチ3)。（A）1895年８月28日、（B）同年

常時監視観測に利用されている地震観測点は８点、９月27日、（C）同年10月６日。

GNSS 観測点は４点、傾斜観測点は２点増加した。
東北大学では、これらの拡充された観測点で得らには湖心から H2S、SO2の噴出、ゴム状硫黄浮遊、れるデータを用いて、蔵王山の地下で起きている湖水の白濁等の報告4) があるが、噴火には至って諸現象について解明を進め、火山災害軽減に資すいない。1939年７月頃から御釜湖水の白濁、ガるための研究を行っている。以下では、それらのス噴出、硫黄球浮遊が認められ、11月にガス噴うちのいくつかについて紹介する。

出は減衰したが、湖底水温が100℃以上になった。

国内で発生する深部低周波地震の多くは、第４1940年２月には凍結していた湖面が部分的に氷解

紀火山近傍に集中して発生していることから、上し、湖底付近の水温100℃以上となった。３月に部マントルから下部地殻にかけてのマグマの移動は大型の硫黄球が確認され、５月の調査によって、に関連した現象であると考えられている。蔵王山

新噴気孔付近（御釜北東約2.1km、現在の丸山沢直下で2012年以降に発生した深部低周波地震に関噴気地熱地帯）で70～80 m にわたって雪面に砂する詳細な研究6) では、まずマッチドフィルター礫が飛散しているのが確認され噴火に該当する現法という波形相関を用いた地震検出法を用いて気象と考えられている。その後は、1941年8月頃よ象庁では震源決定できていなかった小さな地震を№149 2022（夏季）－17－検出することにより、研究対象となる地震数をプの地震活動が活発化した後）個数が増加してい286個から1,178個に増加させた。そして、機械学る。以上のように、深部マグマだまりの下部から習の一種である階層クラスタリング法により波形活動が開始し、その後マグマや揮発性物質が次第の特徴に基づいて７グループに分類した。図２にに地表付近へと移動することによって浅部熱水系示したグループ毎に色分けした震源分布図を見るの活動活発化が引き起こされたと理解することがと、A グループの地震は深さ25km 以深でのみ発できる。

生し、A グループ以外の地震の多くはそれより浅

図３中の灰色で示されている期間（2015年１部で発生していることがわかる。また、図３には、月から６月までの半年間）には、蔵王山周辺のグループ毎の積算個数の時系列を示した。これをGNSS 連続観測網によって僅かな地殻変動が観測

見ると、A グループでは2012年に地震回数は増加されている7)。図４に示したように水平変動ではし始め、2015年に一時的に発生率が増加してい山頂周辺を中心とした放射状の変位を、上下変動る。一方で、A 以外のグループでは2013年に地震

では山頂周辺で隆起傾向を示していることから、回数が増加し始め、B、C、F、G の各グループでこの期間に山体膨張現象が起きていたと考えられは2016年に一時的に発生率が増加している。同図る。変動源として点圧力源を仮定して逆解析したには、(a) ２km 以浅で発生した火山性地震の日別

結果、位置は御釜の中心から東側に約1.0km、海回数と積算個数及び (b) 長周期地震のエネルギー抜下約４km、体積増加量は４×106m3と推定され指数（逆三角形）と積算個数も示されており、前た。推定された位置は、深部低周波地震震源域の者は2015年に、後者は2014年に（いずれも A グルーほぼ直上に相当している。

図２

蔵王山直下で発生した深部低周波地震の震源分布図及び深さ毎の頻度分布図6)（右下）。階層クラスタリング法

により分類されたグループ毎に色づけされている。

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消防防災の科学平成26年９月に発生した御嶽山の噴火等を踏ロジェクト（火山 PJ）を開始した。このプロジェ

まえ、文部科学省は我が国の火山研究を向上さ

クトは、「観測・予測・対策の一体的な火山研究せ、火山噴火に対する減災・防災対策に貢献する及び火山観測データの一元的流通の推進」と「広ため平成28年に次世代火山研究・人材育成総合プ

く社会で活躍する火山研究人材の裾野を拡大するとともに、火山に関する広範な知識と高度な技能を有する火山研究者となる素養のある人材の育積算個数

日別地震回数成」を目指すものである。このプロジェクトの一課題「火山内部構造・状態把握技術の開発」では、通常行っている火山活動監視・異常検知のためのを機動的に行うことにより、火山活動の変化や噴積算個数

長周期地震のエネルギー指数観測に加えて、これらを補う高精度の観測や調査火の切迫性を総合的に判断する手法の開発を行っている。蔵王山は、この課題において、機動観測を実施する全国の10火山の一つに選定され、山頂積算個数

周辺での比抵抗構造探査や地震観測が実施された。
水蒸気噴火を繰り返す火山における比抵抗構造探査によって、深さ約１km 以浅に電流を流しやすい低比抵抗層が存在し、その層の下にやや比抵積算個数抗の高い領域が存在していることが複数の火山に共通して明らかになっている。草津白根山や霧島硫黄山などでは、その低比抵抗層下限のやや比抵抗の高い領域側に、熱水や水蒸気の関与を示唆す

図３

蔵王山直下で発生した深部低周波地震の活動と浅部における火山性地震の活動推移6)。

図４

る火山性地震の震源域の上限、熱水膨張を示唆す
る増圧源、熱消磁源が位置することから、その領2015年１月から同年６月までの期間に蔵王山周辺で観測された地盤変動。赤の三角形は最高峰の熊野岳山頂の位置を示す。

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域が熱水や水蒸気の通り道となっていること、そ研究を推進している「災害の軽減に貢献するための上側に存在する低比抵抗層は、それらの上昇をの地震火山観測研究計画（第２次）」8) では、火山阻止する難透水性の熱水変質層であると解釈され活動推移モデルの構築による火山噴火予測を、重ている。蔵王山で行われた比抵抗構造探査におい点的に取り組む三つの研究の一つに位置付けていても同様の構造的特徴が明らかになりつつある。

る。しかし、蔵王山では近代的な観測技術によっまた、既設の観測網が手薄な火山性地震発生領て噴火活動の推移を捉えた事例がないため、現時域の南側及び西側に３点の機動地震観測点を設置

点では詳細な地質学的研究に基づいた推移予測がし、令和２年秋から連続観測を開始した。その結行われている2)。図５は、最新活動期の活動履歴

果、蔵王山で発生する火山性地震のうち、P 波・に基づいて作成された噴火推移予測図である。そS 波の初動が不明瞭な BH 型及び BL 型の震源は、れによると、前兆現象のみで収束する場合、それ主として火口湖御釜の東側から南東側にかけてのが水蒸気噴火に移行する場合、さらにマグマ噴火海抜下１km から標高0.6km の範囲に分布するこに移行する場合、その上規模の大きいマグマ噴火と、BH 型・BL 型の震源領域とはやや離れた御釜に移行する場合が想定される一方で、各段階で収東側約1.5km の海抜下約1.5km の領域（噴気・地束する可能性も考えられる。1894年以降の事例は、熱地帯直下）に P 波・S 波の初動が明瞭な A 型地前兆現象発生、あるいは水蒸気噴火の段階までで震の震源が分布することが判明した。特に A 型終息した場合のみであり、今後の活動としてはこ地震については、従来の観測網では精度よく震源れらと同様の推移をたどる可能性が最も高いと考決定を行うことが困難であったが、震源域直上付えられる。なお、約４～２千年前の事例のように近に機動地震観測点を設置したことにより、特に規模の大きい水蒸気噴火はそれ以降発生しておら深さの震源決定精度が向上した。

ず、可能性としては低いと考えられる。次に、水噴火災害軽減のためには、監視観測体制を整備

蒸気噴火からマグマ噴火に至る推移は、五色岳形するとともに、ハザードマップの作成及び噴火推成時に８回起こっており、今後もこの推移をたど

2)移の予測が基礎的事項として重要である 。地震る可能性は考慮しておく必要がある。一方、それや火山現象の解明と予測に関する理学的研究に基が準プリニー式噴火の段階まで推移したのは最新礎を置き、災害の軽減に貢献することを意識した期の初めの時期のみであり、今後の活動でこの段

可能性：

高，中，

低

＜噴火・火山活動事例＞• 1918-1923, 1966-1971• 2013-2018の活動

前兆現象• 火山性地震，微動，山頂周辺の地盤変動，地熱上昇• 御釜湖水：変色，成分変化，温度上昇，H㻞S, SO㻞ガス噴出• 中腹域：硫気ガス発生，噴気活性化，温泉湧出• 約4〜2千年前の水蒸気噴火

水蒸気噴火
水蒸気噴火
• 御釜での繰り返し噴火：噴石，降下火砕物，火砕サージ，溢水型ラハール• 御釜以外での噴火：噴石，降下火砕物

マグマ（水蒸気）噴火

水蒸気噴火• 御釜を含む五色岳での繰り返し噴火：噴石，降下火砕物，火砕サージ，ラハール（小規模溶岩流，小規模岩屑なだれ）

活動終息• 噴石，降下火砕物，ラハール• 1894-1897噴火• 1940噴火• 約2千年前〜19世紀前半の噴火• 約9〜4千年前の噴火• 約3.3〜1.3万年前の噴火

準プリニー式噴火• 馬の背カルデラ内での繰り返し噴火：噴石，降下火砕物，火砕サージ，ラハール

図５

蔵王山で将来発生する火山噴火の推移予測図。参考文献2) の図を和訳して示した。

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消防防災の科学

階まで達する可能性は低いと考えられる。

４．まとめ
蔵王山では、2015年に火山活動の極大期を迎え、火山性地震や微動が頻発するとともに僅かな山体膨張が観測された。それに先駆けて2012年からは、深さ28km 以深で深部低周波地震の活動が始まり、翌2013年には深さ20～28km の下部地殻浅部の深部低周波地震、2014年には深さ２km 以浅の長周期地震が増加したことから、マグマや揮発性物質が深部から次第に地表付近へと移動したと考えられる。
幸い噴火には至らなかったものの、蔵王山は軽装の観光客が火口の数百ｍまで近づくことのできる観光地であることから、過去の噴火履歴のさらなる調査や現状の監視観測、さらに機動的観測等に基づく詳細な研究により噴火の切迫性評価の精緻化が必要不可欠である。

№149 2022（夏季）【参考文献】
1) 宮 城 県 経 済 商 工 観 光 部 観 光 課，「 観 光 統 計 概要 」，https://www.pref.miyagi.jp/documents/12827/818398.pdf2) 伴・他（2019）近代的噴火観測事例のない火山での噴火推移予測：蔵王火山の例，火山，64, 131138.
3) Miura et al. (2012）Sequence of the 1895 eruptionof the Zao volcano, Tohoku Japan, J. Volcanol.
Geotherm. Res ., 247-248, 139-157.
4) 安斎 徹 (1941) 其の後の蔵王山活動に就いて（上），齋藤報恩会時報，170，19-29．
5) 巨智部忠承（1896）蔵王山爆裂調査概報，地学雑誌，８，183-189, 239-244, 285-288.
6) Ikegaya, T., Yamamoto, M. (2021) Spatiotemporal characteristics and focal mechanisms ofdeep low-frequency earthquakes beneath the Zaovolcano, northeastern Japan, JVGR, 417, 107321,
doi:10.1016/ j.jvolgeores.2021. 107321.
7) 三浦・他（2020）2015年蔵王山膨張イベントの変動源，地殻活動研究委員会報告書，44, 7-13.
8) 文科省（2019）災害の軽減に貢献するための地震
火山観測研究計画（第２次），https://www.mext.
go.jp/content/20210202-mxt_jishin01-000012539_23.
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