１．研究概要の説明
課題 C では国内の主要な活火山を対象に噴火履歴の解明と噴火事象の解析を行い、得られた情報を数値シミュレーションで解析することによって噴火の予測技術を開発する。そして事象分岐判断基準が伴った噴火事象系統樹を整備するとともに、噴火発生確率の算出に向けた検討を行う。本課題は、サブテーマ 1：「火山噴出物分析による噴火事象分岐予測手法の開発」、サブテーマ 2：「噴火履歴調査による中長期噴火予測と噴火推移調査に基づく噴火事象系統樹の作成」、サブテーマ 3：「シミュレーションによる噴火ハザード予測手法の開発」の 3 つのサブテーマの研究が並行して、かつ密に連携しながら実施される。
（１）

サブテーマ 1：火山噴出物分析による噴火事象分岐予測手法の開発

本サブテーマでは、噴火の過程が既知である歴史時代の噴火の噴出物の解析を行い、深度（圧力）・温度・含水量といったマグマ溜りの状態、噴火に先立つマグマ混合から噴火までの時間スケール、マグマの上昇開始から噴火開始までの時間スケールを明らかにする。
この際、本研究で新たに得るデータに加えて、既存の研究成果も適宜参照して、火山噴出物から噴火事象分岐予測判断を行う基準を検討する。プロジェクト期間中に 10 火山について研究を行うとともに、それ以外に課題 C サブテーマ 2 と連携して噴火履歴調査で収集した試料の一部の解析も行う。さらに、より多くの火山噴出物の分析データを収集し噴火事象分岐予測に資するため、分析・解析プラットホームを整備し、広く火山研究者や学生に開放するための利用環境の整備を行う。
（２）

サブテーマ 2：噴火履歴調査による中長期噴火予測と噴火推移調査に基づく噴火事象系統樹の作成
本サブテーマでは、活動的であることや噴火した際の社会的影響が大きいこと等を考慮して選定した 26 の重点火山を中心に、主として地質学的および物質科学的手法に基づいて長期的な噴火履歴を明らかにし、さらに個々の噴火の様式とその推移を可能な限り詳細に解明する。また最重点火山として 5 火山を選定し、ボーリング掘削やトレンチ調査を集中的に実施して、より高精度の噴火履歴を解明する。このような作業を経て各対象火山について高精度の時間－噴出物量図（階段図）を作成するとともに、噴火履歴に対応する噴出物の物質科学的解析に基づいたマグマプロセスの解明を行い、個々の火山で中長期噴火予測、および事象分岐確率の入った噴火事象系統樹の作成を目指す。
（３）

サブテーマ 3：シミュレーションによる噴火ハザード予測手法の開発

本サブテーマでは、火山噴火発生確率の定量化に向けて、演繹的（決定論的）手法による確率計算手法の開発を行う。本事業の 7 年目までは、火山噴火予知・火山災害評価のための個別の事象についてのモデル化と数値シミュレーション技術を開発する。その際、それぞれの事象を支配するパラメータの洗い出しと、その感度解析を行う。なお、特に火山現象を直接的に支配する物性パラメータの把握が不十分であるため、実験的手法を用いて物性モデルの開発も実施し、その成果を数値シミュレーションに取り込む。本事業の 8～
10 年目では、各事象の発生条件について、感度解析の結果を踏まえて、もっともらしいパラメータ範囲での事象発生条件を抽出し、火山ハザード評価システムおよびマグマ移動過程評価システムを開発する。また、多パターンの数値シミュレーションの実施を踏まえた、事象分岐確率の提示を行い、一元化システムでの運用に移行する。
1

(1)

研究者別の概要
所属機関・部局・職名

分担した研究項目及び研究成果の概要

氏名

国立大学法人東京大学地震研究所・准教授

安田敦

学校法人早稲田大学・准教授

鈴木由希

学校法人常葉大学・教授

嶋野岳人

国立大学法人静岡大学・准教授

石橋秀巳

国立大学法人熊本大学・特任教
授

長谷中昭

利

【サブテーマ１】<分析解析プラットホームの構築>
分析補助ツールや解析ツー
ルを整備した。取得したデータについて一部の公開を開始した。
<噴出物の解析>
富士山、雲仙、西之島の試料分析をおこないマグマ供給系について検討した。
【サブテーマ１】<噴出物の解析>
榛名火山におけるカルデラ噴火（45ka）と二ツ岳渋川噴火（5C 末〜６C 初頭）の双方が、結晶に富むマッシュ状珪長質マグマが苦鉄質マグマにより再流動化され発生したことを明らかにした。
【サブテーマ１】<噴出物の解析>
諏訪之瀬島火山 1813 年噴出物の細分層序試料の分析により、噴火推移に伴うガラス・鉱物組成変化を明らかにした。また、桜島における連続採取試料解析によるデータ蓄積を進めた。
【サブテーマ１】<噴出物の解析>
宝永噴火の深成岩捕獲岩の分析から、富士山地下の様々な深さに複数のケイ長質マグマだまりが存在することがわかった。伊豆大室山噴火の噴出物の石基組織解析から、同噴火の火道浅部過程を明らかにした。
【サブテーマ１】<噴出物の解析>
先阿蘇火山岩類について立野、新所地区において詳しい層序を確立した。また、完新世後期の玄武岩質マグマの揮発性成分含有量を決定し、存在深度および脱ガス深度を推定した。加えて、阿蘇カルデラ形成噴火の給源情報、およびマグマの特徴を探るため予察的調査をおこなった。
2

研究実施
期間
R2.4.1～R3.3.31

配分を受けた
研究費
15,960,460

4,788,138

R2.4.1～R3.3.31500,000

150,000R2.4.1～R3.3.31500,000150,00
0R2.4.1～
R3.3.31499,345149,80
3R2.4.1～
R3.3.31500,000150,00
0間接経費

国立大学法人東北大学・教授

中村彦

美千

国立研究開発法人
産業技術総合研究所・主任研究員

東宮昭彦

同・主任研究員

宮城磯治

北海道大学
大学院理学研究院教授

中川光弘

同准教授

栗谷豪

同助教

吉村俊平

R2.4.1～【サブテーマ１】<噴出物解析手法開発>
R3.3.31
桜島火山大正噴火軽石を用いた石基微結晶の晶出条件を決定する実験をおこなった。
噴火休止期に火口から放出される高濃度火山ガスの到達範囲をマッピングする手法を開発した。
【サブテーマ１】R2.4.1～<噴出物の解析>
R3.3.31
有珠火山 2000 年噴出物中の鉱物、特に元素拡散の速い磁鉄鉱に着目し、その累帯構造の分析・解析をおこなった。噴火をトリガーし得る高温マグマ混入の証拠は見られず、むしろ上昇中の冷却を示唆する結果が得た。
【サブテーマ１】R2.4.1～<噴出物解析手法開発＞
R3.3.31
阿蘇の噴出物の分析値(他予算)と熱力学計算結果を比較し、阿蘇 4 の珪長質マグマ生成に必要な量の水に乏しい玄武岩マグマが、中岳程度の脱ガス活動が数万年継続すると生じうることを示した。
【サブテーマ２】R2.4.1～
サブテーマ２の研究課題の R3.3.31
総合推進および課題 C 全体のとりまとめを行った。また、ボーリング掘削調査をとりまとめ、アトサヌプリ・有珠山・阿蘇山で実施した。
さらに、摩周・アトサヌプ
リ・羊蹄山・有珠山・秋田駒ケ岳について噴火活動履歴の研究を行い、その詳細を明らかにした。そして、ボーリングコア試料の保管・管理システムの構築を行い、コア試料の集約を開始した。
【サブテーマ２】R2.4.1～
マグマ変遷解析センターの R3.3.31
統括および分析技術開発を行い、U-Th 放射非平衡法を確立した。
【サブテーマ２】R2.4.1～
マグマ変遷解析センターに R3.3.31
おける技術開発を行い、樽前山について FT-IR を用いた揮発性成分組成に基づくマグマシステムの構築を行
3200,00
060,000

1,006,6
14221,45
542,725,365

12,817,614

った。
同員

技術専門職

秋田大学
大学院国際資源学研究科教授
教育文化学部教授

松本子

亜希

大場司

林信太郎

山形大学
理学部教授

伴同准教授

常松佳恵

同助教

井村匠

茨城大学
大学院理工学研究科准教授

東京大学
地震研究所准教授

日本大学
文理学部地球科学科教授
同特任教授

雅雄

長谷川

前野健

深安井真也

高橋正樹

【サブテーマ２】
十勝岳・有珠山について噴火活動履歴の研究を行い、その詳細を明らかにした。
また、マグマ変遷解析センターのユーザー受入れを行った。
【サブテーマ２】
鳥海山・栗駒山のトレンチ調査による噴火事象分岐の研究を行い、火山活動史について精度の高い結果が得られた。

R2.4.1～R3.3.31R2.4.1～R3.3.311,923,077576,923【サブテーマ２】
蔵王山・鳥海山の噴火履歴及びマグマ供給系解明の研究を行い、蔵王山のテフラ層序とマグマ供給系、西鳥海山の形成史とマグマ供給系に関する結果を得た。
【サブテーマ２】
蔵王山・吾妻山の噴火履歴解明の研究を行い、蔵王山
1895 年 噴 火 の 投 出 岩 塊 の分布と噴出条件についての結果等を得た。
【サブテーマ２】
鳥海山・蔵王山・吾妻山の噴火履歴解明の研究を行い、蔵王山の 1895 年噴火等の水蒸気噴火噴出物の試料採取を進めた。
【サブテーマ２】
摩周・那須岳・三宅島の長期噴火履歴およびマグマ変遷に関する基礎研究を行い、各火山の詳細な噴火史やマグマ系に関する有益な研究成果が得られた。
【サブテーマ２】
鬼界・伊豆大島・霧島山における地質学的研究を進め、従来よりも精度の高い噴火履歴や噴火推移に関する知見を得た。
【サブテーマ２】
浅間山の噴火史の研究を行い、トレンチ掘削などの地質調査と年代測定に基づき高分解能での噴火履歴復元の結果が得られた。
【サブテーマ２】
浅間山の噴火史の研究を行い、階段図および噴火事象

R2.4.1～R3.3.312,692,308807,69
2

R2.4.1～R3.3.31769,23
1230,76
9

R2.4.1～R3.3.313,230,770969,23
1

R2.4.1～R3.3.31

1,692,308507,69
2

4R2.4.1～
R3.3.31R2.4.1～R3.3.31R2.4.1～R3.3.31

同准教授

富山大学
学術研究部都市デザイン学系教授
同 准教授

熊本大学
くまもと水循
環・減災研究教
育センター
教授

金丸

石﨑
川﨑

宮縁龍夫

泰男
一雄

育夫

産業技術総合研
究所
主任研究員
同 主任研究員
同 研究グルー
プ長
同 研究員

石塚
川邊
井上

治
禎久卓彦

有元

純

同同主任研究員
主任研究員

及川
山﨑

輝樹
誠子

同 研究部門長
同 研究グルー
プ長
同 研究員

伊藤
石塚順一
吉浩

南裕介

系統樹の試作とその評価をすすめる結果が得られた。
【サブテーマ２】
浅間山の噴火史の研究を行い、トレンチ掘削などの地質調査と年代測定に基づき高分解能での噴火履歴復元の結果が得られた。
【サブテーマ２】
中部日本・北関東の活火山の噴火履歴に関する調査を行い、研究対象である白山火山・妙高火山群・鷲羽池火山・志賀火山・草津白根火山において噴火履歴の見直しにつながる研究成果が得られた。特に、これまで活火山とされていなかった鷲羽池火山と志賀火山が、それぞれ 2,700 年前頃と 500 年前頃に噴火を起こした活火山であるという重要な結果が得られた。
【サブテーマ２】
阿蘇山の火山活動と噴火履歴に関する研究を行い、最新の噴火活動の推移が明らかになり、またボーリング掘削・トレンチ掘削調査によって噴火活動史についての知見が得られた。
【サブテーマ２】
伊豆大島の研究を行い、沿岸部水深 400 m 程度までの範囲で精密海底地形調査を
13 日 間 漁 船 傭 船 に て 実 施
し、これまで未知の海底部における側火山体や溶岩流の分布を解明した。また沿岸陸上部の噴火年代の結果を得た。
【サブテーマ２】
御嶽山の研究を行い、採取してある溶岩試料について
K-Ar 及び Ar/Ar 年代測定を進め、完新世の噴火活動評価に資する年代測定データを得た。
【サブテーマ２】
秋田焼山の研究を行い、山頂近傍の４地点で人力掘削調査を実施し、最近 6,000年間の活動による少なくとも 9 枚の噴火堆積物を認識し、噴火履歴および活動推移に関するデータを得た。
5R2.4.1～
R3.3.31R2.4.1～R3.3.312,307,6
93692,307

R2.4.1～R3.3.31

1,846,1
54

553,846

R2.4.1～R3.3.317,377,051

1,622,951

R2.4.1～R3.3.31R2.4.1～R3.3.31

同 研究グループ長
同 上級主任研
究員
同 主任研究員
同 主任研究員
同 研究員

筑波大学
大学院生命環境科学研究科教授

山口大学
大学院創成科学研究科
教授
同 助教
北海道教育大学
旭川校
准教授
信州大学
理学部地球学コース
准教授
電力中央研究所
主任研究員
防災科学技術研究所
特別研究員
株式会社エンバ
イオ・エンジニ
アリング
技術部長
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
副センター長

下司信夫

宝田晋治

古川山崎
松本

竜太
雅恵子

荒川洋二

太田 岳洋辻 智大佐藤鋭一

斎藤

武士

上澤真平

長井雅史

和知剛

藤田英輔

【サブテーマ２】
大規模噴火データベースの研究を行い、国内外の歴史時 代 に 発 生 し た VEI( 火 山爆 発指 数) > 5 ク ラス の大規模噴火推移に関する詳細データの収集を行うと共に、カルデラ形成を伴うクラスの大規模噴火の前駆活動と噴火推移を取りまとめ、閲覧可能なデータベースとして整備した。
【サブテーマ２】
新島火山の噴火長期予測のための物質科学的研究（主に元素・同位体分析）を行い、過去に噴火したマグマに関する長期変化が明らかになった。
【サブテーマ２】
九重山に関する噴火履歴調査、噴火推移調査を行い、54ka 噴 火 の 前 駆 的 噴 火 の 存
在と噴火時の噴出中心の移動に関する結果が得られた。
【サブテーマ２】
雌阿寒岳の噴火履歴を明らかにする研究を行い、詳細な噴火履歴を構築することができた。
【サブテーマ２】焼岳・横岳・由布鶴見岳について、次年度以降の噴火履歴調査の事前準備を行った。
【サブテーマ２】
羊蹄山についての噴火履歴に関する研究を行い、新たな知見が得られた。
【サブテーマ２】
ボーリングコア試料の保管・管理システムの構築を行い、コア試料の集約を開始した。
【サブテーマ２】
秋田駒ケ岳の噴火履歴調査を行い、新たな見解が得られた。
【サブテーマ３】
サブテーマ３全体の取りまとめを実施した。
①b．マグマ移動過程シミュレーション技術開発で熱過程の導入、②c．ハザード評価システムの検討でグランドデザイン
6

R2.4.1～R3.3.31R2.4.1～R3.3.31――R2.4.1～R3.3.31――R2.4.1～R3.3.31――R2.4.1～R3.3.31――R2.4.1～R3.3.31――R2.4.1～R3.3.31――R2.4.1～R3.3.31――R2.4.1～R3.3.31

33,051,
401

7,627,246

の検討を行った。
同

主任研究員

三輪

学央

同契約研究員

黒川愛香

同契約研究員

長井雅史

同契約研究員志水宏行

国立大学法人東北大学大学院理学研究科 教授

西村太志

同准教授

小園誠史

同准教授

奥村聡

国立大学法人東京大学
地震研究所火山噴火予知研究センター 准教授

鈴木郎雄治

同准教授

前野

深

気象庁気象研究所火山研究部室長

小久保哉

一

【サブテーマ３】①c．マグマ物性モデルの構築で結晶化モデル構築のための室内実験と火道流モデルへの適用の検討を行った。
【サブテーマ３】①c．マグマ物性モデルの構
築火山性流体のレオロジーモデル構築のための実験を実施した。
【サブテーマ３】①c．マグマ物性モデルの構築で結晶化モデル構築のための室内実験を実施した。
【サブテーマ３】② c．ハザード評価システムの検討で火 砕 流 シ ミ ュ レ ーションの開発、火山ハザード評価システムの開発を実施した。
【サブテーマ３】①a．噴火機構シミュレーシ
ョン技術開発で、事象分岐の検知可能性評価を行った。
【サブテーマ３】①a．噴火機構シミュレーシ
ョン技術開発で、火道流モデルによるシミュレーションを実施し、事象分岐を支配するパラメータ依存性を明らかにした。
【サブテーマ３】①a．噴火機構シミュレーシ
ョン技術開発およ び①c．
マグマ物性モデルの構築
で、結晶化実験と火道流モデルの結合を検討した。
【サブテーマ３】②b．噴煙柱ダイナミクスモ
デ ル の 開 発 で 噴煙ダイナミクスと火山灰輸送をカップリングした SK-3D モデルによる大規模シミュレーションを実施した。
【サブテーマ３】②c．ハザード評価システムの検討で各シミュレーターの導入の検討を行った。
【サブテーマ３】①b．マグマ移動過程シミュ
レーション技術開発で地震・地殻変動データによる評価を行った。
7R2.4.1～
R3.3.31R2.4.1～R3.3.31R2.4.1～R3.3.31R2.4.1～R3.3.31R2.4.1～R3.3.312,260,677521,69
42,789,602643,75
4－－

R2.4.1～R3.3.31R2.4.1～R3.3.31R2.4.1～R3.3.31R2.4.1～R3.3.31R2.4.1～R3.3.31

同室長

新堀敏基

同主任研究官

鬼澤真也

同主任研究官

佐藤英一

同研究官

石井憲介

同研究官

川口亮平

国立大学法人静岡大学理学部地
球科学科
准教授

石橋秀巳

国立大学法人山形大学理学部准教授

常松佳恵

国立大学法人神戸大学先端融合研究環 講師

清杉孝司【サブテーマ３】
R2.4.1～②a．降灰ハザード予測モデ R3.3.31
ルの開発で新しい移流拡散モデル（JMA-ATM）を開発し、運用レベルに到達した。
【サブテーマ３】
R2.4.1～①b．マグマ移動過程シミュ R3.3.31
レーション技術開発で地震・地殻変動データによる評価を行った。
【サブテーマ３】
R2.4.1～②a．降灰ハザード予測モデ R3.3.31
ルの開発で、JMA-ATM の初期条件を適切に与えることを目的として、降下火砕物の形状・密度の粒径依存性を明らかにした。
【サブテーマ３】
R2.4.1～②a．降灰ハザード予測モデ R3.3.31
ルの開発で、移流拡散系の数理構造解析し、逆解の不確実性である解像度や観測誤差に伴う推定誤差を定量化できることを示した。
【サブテーマ３】
R2.4.1～①b．マグマ移動過程シミュ R3.3.31
レーション技術開発で境界要素法により地形を考慮した火山周辺の地殻変動計算システムの開発を進めた。
【サブテーマ３】
R2.4.1～①c．マグマ物性モデルの構 R3.3.31
築火山性流体のレオロジー
モデル構築のための実験結果による構成則のシミュレーションへの適用の方向性を検討した。
【サブテーマ３】
R2.4.1～②c．ハザード評価システム R3.3.31の検討で、火山ハザード評
価システムの開発を実施した。
【サブテーマ３】
R2.4.1～②c．ハザード評価システム R3.3.31の検討で、火山ハザード評価システムの開発を実施した。

8－－－－－－

(2)研究実施日程実

施日

程研究実施内容
4月

5月

6月

7月

【サブテーマ１】① 国立大学法人東京大学
a. プ ロ ジ ェ ク ト の 総合推進
ｂ．分析・解析プラット
ホームの立ち上げ
ｃ．研究集会の調整・開催
ｄ．火山噴出物の分
析・解析② 学校法人早 稲 田 大
学
火山噴出物の分析・解析③ 学校法人常葉大学
火山噴出物の分析・解析④ 国立大学法人静岡大学
火山噴出物の分析・解析⑤ 国立大 学法人熊本大学
火山噴出物の分析・解析⑥ 国立大 学法人東北大学
火山噴出物の分析・解析⑦ 国立研究開発法人
産業技術総合研究所
ａ．火山噴出物の分析・解析
ｂ．熱力学解析に関わる研究開発

98月

9月 10月 11月 12月 1月

2月

3月

【サブテーマ２】
火山の噴火履歴及びマ
グマ長期変遷に関する研究
マグマ変遷解析センターの整備と分析技術開発(北海道大学)
大規模噴火データベースの整備(産業技術総合研究所)
ボーリングコア試料の保管・管理システムの構築(防災科学技術研究所・北海道大学)
課題C-2の総合推進および課題C全体のとりまとめと研究成果の発信(北海道大学)【サブテーマ３】①地下におけるマグマ移動シミュレーション
ａ．噴火機構シミュレーション技術開発
ｂ．マグマ移動過程シ
ミュレーション技術開発
ｃ．マグマ物性モデルの構築②噴火ハザードシミュ
レーションの開発・高度化
ａ．降灰ハザード予測
モデルの開発ｂ．噴煙柱ダイナミク
スモデルの開発
ｃ．ハザード評価シス
テムの検討10