特集

火山噴火災害に備える（その１）□我が国の火山活動の状況、噴火の予測

国立研究開発法人 防災科学技術研究所火山研究推進センター長中田

節也

しかし、近年の日本の噴火活動は特に活発化し１．我が国の火山活動状況てはいる訳ではない。大地震が噴火を誘発した事

日本においては、海域を初め、最近は活発な状例が、300年前の宝永地震と富士山宝永噴火のよ態が続いているような印象を持つかもしれない。

うに、稀ではあるもののいくつか知られている。

例えば、西之島が2013年から噴火活動を開始し、そのため、2011年の東北地方太平洋沖地震の後に2020年頃まで活発な活動を続けた。2021年８月に日本における噴火活動が活発化する可能性が指摘は東京から1300km も南の福徳岡ノ場で海底火山された。しかし、図１を見る限り、東北地震の後が噴火し、一旦、軽石からなる島が形成されたがに噴火した火山の数に顕著な変化があったわけで数ヶ月後には海没した。この噴火によって放出さはない。

れた大量の軽石が、海流に乗って東に1000km 以上も離れた南西諸島に漂着し、さらに黒潮に乗って本州南海岸にまで漂着した。また、同じく小笠原海域にある硫黄島は、ここ数十年間は平均して年間約１ｍの隆起をし続け、海岸線が海側に張り出すとともに海岸域では水蒸気噴火が頻繁に繰り返されている。他方、南西諸島においても、口永良部島や諏訪之瀬島では活発な噴火活動が起こっている。口永良部島では2014年噴火の後に、全島民の避難が一時行われた。また、諏訪ノ瀬島は毎

図１

年のように噴火を繰り返し、桜島と並んで最も活日本における年毎の噴火火山数。

気象庁の「年間の日本の主な火山活動」から作成。

発な火山の一つである。九州では、桜島はしばしば小噴火を頻繁に繰り返しており、阿蘇山でも数２．噴火の頻度年毎に小噴火を繰り返している。霧島山の新燃岳でも2011年や2018年に中噴火を起こした。このよ噴火は必ずしもランダムで起こるわけではなくうなマグマ噴火に加え、規模の小さい水蒸気噴火ある程度の規則性が認められる。大きな噴火ほどでありながら、2014年の御嶽山や2018年の本白根発生頻度が少なく、逆に小さな噴火ほど数多く起山の噴火では犠牲者が出た。

こる。噴火の規模には、地震のマグニチュード№148 2022（春季）－5－

のように、火山爆発指数（VEI）という尺度があ

３．火山噴火の種類と被害る。これは爆発的噴火の噴出物量で表される。噴火エネルギーのほとんどが熱エネルギーで占めら

火山噴火現象には、火山灰・火山岩塊の放出とれ、噴出量が大きいほど熱エネルギーが大きく噴降下、火砕流、溶岩流、火山性泥流、山体崩壊と煙が高くなる。火山灰や火砕流堆積物など、爆発地滑り（岩屑なだれ）に加えて、噴火に前後して的噴火によって放出された噴出物の量（m3）を常地震活動や地殻変動、噴気活動（火山ガス放出）用対数で表し、それから４を減じた値が VEI とがある。これらの全ての現象がそれぞれ火山災害なり、整数で表される。火山学的には、VEI １以を引き起こす可能性があり、特に、火砕流、泥流、下が小噴火、VEI ２～３が中噴火、VEI ４が大噴火、岩屑なだれ、さらには火山性津波（後述）など

VEI ５以上になると巨大噴火と呼ばれる。御嶽山の「速い流れ」を伴う現象でこれまでに多くの人の2014年噴火は VEI ２、昨年の福徳岡ノ場の噴が犠牲になっている。火砕流は、火山灰と火山ガ

火は VEI ４、さらに、約300年前の富士山宝永噴スの混合体である「灰雲」が高速で斜面を流れ下

火は VEI ５である。

る現象で、高温とその運動エネルギーにより、流図２には、日本とインドネシアの火山噴火の内、路にある障害物を薙ぎ倒し破壊する。カルデラ噴中噴火以上のものの発生年代を示している。日本

火に伴った火砕流は100km 以上の距離を流れたこもインドネシアも海側のプレートが沈み込んで火とが知られている。また、泥流であっても100km山活動が起きるという同じマグマ発生の仕組み近く流れたのが知られている。一方、最も広範囲である。インドネシアではカルデラを作った噴に影響を及ぼすのが火山灰の降下（降灰）であ火（VEI ６以上）を含んで巨大噴火が比較的最近る。300年前の富士山宝永噴火では、江戸に数 cmでも起きているが、日本での巨大噴火は、1923年の降灰があったことから、同様の規模の噴火によの西表島北北東の海底火山噴火を除くと、富士山る首都圏への影響に関して、中央防災会議の「大や樽前山の噴火から300年前から起こっていない。

規模噴火時の広域降灰対策検討ワーキンググルー

ちゃちゃ

また、大噴火は、国後島の爺爺岳を除けば、福徳プ」では可能性のある被害について取りまとめて岡ノ場で昨年約100年ぶりに発生したことが分かいる [2]。

る。

火山災害はしばしば連動し、複合災害となる。
例えば、堆積間もない火山灰層は浸透率が低いために、小雨でも火山泥流を発生する。また、積雪時の噴火では融雪型の泥流が発生する。類似の例
としては、1985年に南米コロンビアのルイス山の噴火で山頂氷河が溶け泥流が発生、80キロ以上の離れた麓街で25,000人も亡くなった。山体崩壊による岩屑なだれが海に入り込んで火山性津波を引き起こすこともある。1792年の雲仙岳では、噴火直後の地震によって眉山が崩壊し、その土砂（岩屑なだれ）が有明海に突入して津波を引き起こし

図２

17世紀以降の日本とインドネシアの中〜巨大噴火の発生頻度。
米国スミソニアンの Global Volcanism Program デー
タベース [1] を参照。

た。この津波によって対岸の熊本と島原半島の沿岸で計15,000人も犠牲になった。これは日本の最大の火山災害である（図３）。

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消防防災の科学

続けたことがその理由の一つとしてあげられる。

４．マグマと噴火
太平洋やフィリピン海などの海洋プレートが、日本列島（大陸プレート）にぶつかり、さらにその下に沈み込む場所では、海洋プレート上面から絞り出された水が直上のマントルに付加されるた
18世紀以降の日本の主な火山災害。

めにマントルの融点が部分的に低下し溶け始め、

気象庁 HP「過去に発生した火山災害」から作成。

マグマが形成される。その深さがちょうど火山直

図３下にあたる。マグマは周囲のマントルより軽いた
図３では、1741年の渡島大島の山体崩壊によっめに上昇し、密度が急変する地殻の底部や、地殻て発生した火山性津波、1792年の雲仙岳で発生し中でマグマと同じ密度になる深さに溜まりマグマた火山性津波（前出）、1783年の浅間山の岩屑な溜まりを作る（図４）。そこで、周囲の地殻物質

だれとそれが由来する江戸川の洪水、さらには、と反応しながら、結晶作用を繰り返すことにより磐梯山の岩屑なだれによる犠牲者などと18,19世

マグマは変化し、ついには、溜まりから押し出さ紀に犠牲者多いことが分かる。火山災害による犠れて地上に向かって移動し噴火に至る。

牲者が最近少なくなったのは火山監視が行われる

噴火には、マグマが直接飛び出す「マグマ噴火」

ようになったせいもあるが、図２からも分かるよと、地下水がマグマの熱で加熱膨張して起きる「水うに VEI ４程度の規模の大きい噴火（図中、両蒸気噴火」とがある。これらの間のものを「マグ矢印）に伴って、流れ現象に伴う大噴火が起こりマ水蒸気噴火」と呼ぶ。噴火の原因は、⑴ マグ

図４

マグマの移動と噴火を示す地球浅部の断面図。

左はマントルから上昇したマグマの地殻中での集積を、右はマグマ溜まりから移動するマグマの噴火例を示している。

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マが泡立って膨張、⑵ 下からマグマが注入して噴火は発生頻度が極めて少ないが、その前兆から体積増加、あるいは、⑶ 地下水が加熱し水蒸気噴火終息までが長く、数週間から数ヶ月、場合にとなり膨張することによって、マグマや水蒸気がよっては数年間続く。そのため、噴火の前兆や進容れ物を破壊して脱出し地表に向かうことである。

行度合いは他の自然現象に比べて捉えられやすい。

マグマ中に含まれる水などの揮発性成分が体積噴火の場所やおおよその時期については、異常の増加に重要な役割を果たす。すなわち、揮発性成シグナルを見落とさなければ、ある程度予測でき分が圧力減少、加熱、あるいは結晶化の進行にるようになっているが、噴火の規模や開始後の推よってマグマ中に溶け込んでおられなくなり泡立移、および終息についての予測はまだ困難である。

ち（発泡）始める。マグマ溜まりを一旦脱出した噴火に伴って地下から、高温で一定量の塊のママグマは減圧によって、さらに発泡して膨らみグマが上昇すると、新たに割って入って火道を（軽くなって）加速して地表へ向かう。発泡を続作ったり、すでに火道を埋めている古い物質を押けるマグマ中では泡どうしが連結し、泡の隔壁がし退けなければならないので、地震が発生したり消えてマグマが細かくなり（破砕し）、火山灰と周囲の物質に変形が生じる。また、そこでは温度火山ガスの混合物となる。この混合物は高い圧力と密度が違う物質と入れ替わるために重力や熱、を保ったまま空気鉄砲のように火口から脱出する電気的性質に変化が生じる。さらに、先に述べた（図４）。

ように、マグマの上昇に伴ってマグマから火山ガ地表へ向かって火道を上昇中の泡立つマグマかスが放出され、周囲や地表に向かって移動するたら火山ガスが外に抜け出す（脱ガスする）ことがめ、発生する地震や帯水層、さらには、地表噴気できれば噴火は穏やかなものになる。溶岩流や溶に変化が生じる。これらはマグマの地表接近に岩ドームがその例である。すなわち、マグマの上伴って生じるので、それを捉えて噴火の切迫度を昇速度と脱ガス速度のしのぎあいによって、爆発知ることができる。
このような異常とその変化は、地震、地殻変動的な噴火か穏やかな噴火かが決まる。
数百 m の深さの浅海や湖底にマグマが噴出し（GNSS、傾斜、歪）、重力、電気磁場、温度、水た場合にはマグマと水の反応によって激しい爆位、ガス濃度などの観測で捉えることできる。ま発を伴うことがある。すなわち、水と接触してた、噴火開始後にはこれらに加え、空振観測や監冷え固まったマグマの表面に水蒸気膜が形成さ視カメラなど、さらには噴出物の衛星や航空機かれ、地震などが引き金となってマグマが破砕されらの地形、色、熱の観測、さらには地上踏査や採ると、水との接触面が急激に増加し水蒸気の急膨

取試料の分析も加わり、噴火の推移をモニターす張が発生し激しい爆発につながると考えられていることができる。日本では、噴火開始やその推移る。2022年１月15日に南太平洋トンガで発生したを予測する研究がここ約50年間行われてきた。そ海底噴火は、このようなメカニズムで発生したもれらの研究成果を使って、気象庁などの防災機関ので、噴煙柱が成層圏まで急速に成長拡大し、そが大学などの研究機関と一緒になって観測体制をれに伴って発生した強い大気振動が地球を何度も整え、火山監視を実施している。

周回したと考えられている。

６．噴火の監視５．噴火の予測

概ね過去１万以内に噴火した火山および、現在、地震や気象現象などの自然災害に比べて、火山活発な噴気活動がある火山を「活火山」としてお－8－

消防防災の科学図５

気象庁の常時観測火山の分布。
気象庁ホームページによる。

り、日本には111火山が存在する。これらは火山

５）、それらの現在のレベルを HP で確認するこ

学的な背景に基づき、当該自治体と調整した上でとができる（https://www.jma.go.jp/bosai/map.html#

活火山としての認定を、気象庁長官の諮問機関で6/36.271/147.535/&contents=volcano）。さらに、そある火山噴火予知連絡会において行う。これらのれぞれの火山には、周囲の自治体関係者や国の防活火山の中で、近年噴火活動を繰り返しているも災機関や火山専門家が加わった火山防災協議会がの、過去約100年以内に噴火の高まりが見られた

設置され、複数の噴火シナリオと火山ハザードもの、突発的な小噴火によって火口周辺に大きなマップを作成し、噴火警戒レベルに対応した避難被害が生じる可能性があるものなど約50を、火山計画の策定、およびそれに基づいた訓練や住民周噴火予知連絡会が「火山防災のために監視・観測知が行なわれている。

体制の充実などの必要がある火山」として選出＜文献＞[1]
Global Volcanism Program（2022） 噴 火 の デ ー タベース。
https://volcano.si.edu/search_eruption.cfm[2]
中央防災会議（2020）大規模噴火時の広域降灰対策について―首都圏における降灰の影響と対策。
～富士山噴火をモデルケースに～（報告）。防災対策実行会議大規模噴火時の広域降灰対策検討
ワーキンググループ、2020年４月，
https://www.bousai.go.jp/kazan/kouikikouhaiworking/
pdf/syutohonbun.pdf

し、気象庁の常時観測火山としている。そこで
は、地震、傾斜計、空振計、GNSS 観測装置、監視カメラなどの観測施設がされ、既設の大学などの観測点も活用し、気象庁が24時間体制で常時監視を行っている。例えば、監視カメラ画像は以下で閲覧することができる。（https://www.data.jma.
go.jp/svd/vois/data/tokyo/volcam/volcam.php）
また、常時観測火山のほとんどにおいては、気象庁による噴火警戒レベルが導入されており（図№148 2022（春季）－9－