西村 太志

火山の爆発的噴火過程に重要な役割を果たすと考えられているマグマ内揮発性物質の挙動を、イタリア国ストロンボリ火山を対象として、山体変形データと気泡挙動を加味したモデリングの比較を通して、真っ赤な溶岩を爆発的に噴出するストロンボリ式噴火に伴うマグマ上昇・噴出過程を明らかにする。真っ赤な溶岩を間欠的に爆発するストロンボリ式噴火は、世界の多くの低粘性マグマを有する火山で発生する。このストロンボリ式噴火機構は、現在、火道内を大気泡が上昇する「スラグ流モデル」により広く説明されている。しかしながら、最近申請者らが行った理論予測では、スラグ流モデルは、共同研究者であるフィレンツェ大学Ripepe 教授が観測した山体変形データの基本的特徴を説明できない可能性が高い。そこ で、スラグ流モデルのほかに、複数の異なるマグマ上昇モデルを検証する目的で、モデルからの山体変形の予測値を加味して臨時の観測点を設置し、噴火に先行して上昇するマグマにより生じる山体変形データを取得する。モデルから予測される山体変形量と観測値を比較することにより、最適のモデルを求め、噴火前のマグマ上昇機構を定量的に明らかにする。さらに、推定されるモデルパラメータを、噴火の継続時間や大きさと比較し、噴火規模を支配するパラメータを明らかにする。

本研究は、巨大地震によって引き起こされた東日本の地殻変動と地震波速度変化を、防災科学技術研究所、国土地理院や東北大学の地震波、ＧＰＳ、ＩｎＳＡＲのデータを利用し、精度良く推定することを目的とする。具体的には、日本側は大地震による地殻変動推定，地震波速度変化の要因解明を担当し、フランス側はデータセンター構築と4次元速度変化分布の推定を主に担当する。両国の研究チームが相互補完的に取り組み、得られた成果を比較検討することで、これまでにない地震活動が起きている東北地方の地殻構造の状態を明らかにする。また、その成果は、今後の地震火山活動を評価する上での基礎的な資料となることが期待される。

マントル最上部構造の微細構造の地震学的研究