2023-04-12 産業技術総合研究所
ポイント
- 約9万年前に発生した阿蘇4火砕流の初めてとなる詳細な分布図を公開
- 九州6県および山口県に及ぶ阿蘇4火砕流堆積物の分布範囲を図示
- 地域の防災対策や国土利用への活用に期待
阿蘇4火砕流堆積物の分布図 (阿蘇カルデラ周辺部拡大)
概要
国立研究開発法人 産業技術総合研究所（以下「産総研」という）活断層・火山研究部門大規模噴火研究グループ 下司 信夫 研究グループ長、宝田 晋治 上級主任研究員、星住 英夫 研究主幹（研究当時）らは、阿蘇4噴火により噴出した大規模火砕流の分布図を公表・出版しました。産総研 地質調査総合センターのウェブサイトからダウンロードが可能です (https://www.gsj.jp/Map/JP/lvi.html)。
従来の地質図では把握が困難であった火砕流の詳細な分布、堆積物の層厚および特徴、日本列島全域に堆積した火山灰の分布をデジタルデータで整備することで、国内で発生した過去最大の阿蘇4噴火の全体像とその影響の範囲を明らかにしました。過去の巨大噴火の発生履歴・影響の情報は、地域の防災対策や国土利用計画への活用が期待されます。
開発の社会的背景
東日本大震災以降、低頻度ですが甚大な災害を引き起こす地質現象が注目されています。巨大噴火は、広大な地域を火砕流により壊滅させ、また国土の全域に及ぶ火山灰災害を引き起こすと予想されます。縄文時代早期にあたる約7千年前以降、日本国内では巨大噴火は発生していません。しかし、地質学的証拠から、このような巨大噴火は将来必ず発生すると考えられています。
巨大噴火の再発に備え、その影響の範囲を予測しておくことは、長期の国土利用計画を策定する上で不可欠です。予測するためには、基礎資料として、地質時代に発生した巨大噴火の噴出物の分布を把握する必要があります。しかし、噴火後の侵食などにより噴出物が失われ、また新しい時代の地層に覆われているため、既存の地質図などでは噴出物の分布を把握することが困難です。そこで、巨大噴火による火砕流や降下火山灰が到達した範囲を示すだけでなく、地質学的な知見をまとめた解説も加えた「大規模火砕流分布図」が求められています。
研究の経緯
産総研は、低頻度大規模災害の要因となり得る巨大噴火について、国内の代表的な噴火事例の研究を進めています。大規模火砕流やそれに伴う噴出物の噴火推移や分布情報を蓄積し、令和3年度より「大規模火砕流分布図」として順次公開しています（2022年1月25日 産総研プレス発表）。「大規模火砕流分布図」は、既存の地質図などでは把握が難しかった巨大噴火の噴出物の分布を提示しています。わが国の過去の巨大噴火を対象とし、統一的な基準として25万分の1という縮尺を採用しています。
阿蘇4火砕流は、約9万年前に阿蘇カルデラで発生した現在知られているわが国最大の巨大噴火による火砕流です。阿蘇4火砕流堆積物は九州中部から北部を広く覆い、一部は阿蘇カルデラから約170 km離れた山口県内にも分布が知られています。しかし、火砕流堆積物の詳細な分布範囲やその構成物の特徴などは、断片的に情報が散在していてまとまっていませんでした。産総研ではこの巨大噴火の全体像を明らかにするため、火砕流堆積物の分布の情報の集約と現地調査の結果をまとめた「阿蘇4火砕流堆積物分布図」を作成し、公開しました。
なお、本研究の一部は、原子力規制委員会原子力規制庁の委託事業「平成27年度および30年度原子力施設等防災対策等委託費（火山影響評価に係る技術知見の整備）」の成果の一部を使用しています。
研究の内容
今回公表する「阿蘇4火砕流堆積物分布図」（図1）により、これまで概略でしか明らかにされていなかった大規模火砕流堆積物の詳細な分布が明らかになりました。阿蘇4火砕流堆積物は噴火地点である九州中部の阿蘇カルデラを中心として、北東方向では約170 km離れた山口県中部、北西方向では約120 km離れた佐賀県西部や長崎県内、南西・南東方向では約100 km離れたそれぞれ熊本県天草諸島や宮崎平野南部まで確認できます。阿蘇4火砕流の分布域は、福岡市・北九州市・熊本市の三つの政令指定都市を含む7県の範囲を覆っています（図2）。阿蘇4火砕流堆積物は、阿蘇カルデラに近い熊本県・大分県内では厚いところで50～100 m以上、佐賀県・福岡県・宮崎県内では厚いところで10 m以上堆積しています。本分布図では、地質調査で判明した地表における火砕流堆積物の分布に加え、地下に火砕流堆積物が埋没している可能性のある範囲についても推測し図示することで、実際に火砕流が覆った地域を可視化しました。これにより、九州中部から北部にかけての平野部の大部分に火砕流が到達したことがわかります。また、火砕流から舞い上がった阿蘇4火山灰の主な確認地点も図示しました。それによると、阿蘇カルデラから1,600 km以上離れた北海道東部でも、火山灰がところにより1～15 cmの厚さで堆積していることがわかります（図3）。
本分布図は阿蘇4火砕流堆積物の分布のほか、阿蘇カルデラの長期的な活動や阿蘇4巨大噴火の推移、火砕流堆積物の特徴、各地の火砕流堆積物の露頭写真などの解説書を加えています（図4）。阿蘇4火砕流分布図とその解説書は、PDFファイルおよびGISデータとして産総研 地質調査総合センターのウェブサイトからダウンロードが可能です (https://www.gsj.jp/Map/JP/lvi.html)。
「阿蘇4火砕流堆積物分布図」で示された大規模火砕流の分布範囲とそれに基づく火砕流の分布復元結果は、阿蘇4火砕流により壊滅的な影響を被った範囲を示しているため、将来同様の噴火が発生した場合に、どの程度の範囲にどのような影響が及ぶのかを推測する手がかりとなります。また、軟弱な火砕流堆積物は斜面災害の要因ともなり得るため、その分布情報は土砂災害リスクの評価にも有用です。
図1 阿蘇カルデラ阿蘇4火砕流堆積物分布図（全体）
濃い桃色は阿蘇4火砕流堆積物の分布範囲を示しており、薄い桃色は阿蘇4火砕流堆積物が地下に分布している可能性のある分布範囲を示しています。これにより、阿蘇4火砕流堆積物は、噴火地点である阿蘇カルデラを中心として、熊本県・大分県・佐賀県・福岡県のほぼ全域、長崎県・宮崎県・山口県の一部にまで分布していることが読み取れます。
図2 阿蘇カルデラ阿蘇4火砕流堆積物分布図（福岡市および北九州市付近の拡大図）
濃い桃色は阿蘇4火砕流堆積物の分布範囲を示しており、薄い桃色は阿蘇4火砕流堆積物が地下に分布している可能性のある分布範囲を示しています。阿蘇カルデラから約100 km離れた、政令都市の福岡市や北九州市にも、地表にはほとんど露出はみられませんが、地下には広く分布しています。
図3 阿蘇4火砕流に伴う阿蘇4火山灰の分布図
厚さ10 cm以上の火山灰が降下・堆積したと考えられる領域が日本列島およびその周辺海域を広く覆っています。北海道でもところにより1~15 cmの厚さの火山灰層がみられます。
図4 阿蘇4火砕流堆積物の産状
阿蘇カルデラから37 km離れた大分県豊後大野市内にみられる厚さ30 mを超える阿蘇4火砕流堆積物の露頭。熊本県・大分県の広い範囲をこのような厚い阿蘇4火砕流堆積物が覆いました。
今後の予定
今後、約13万年前以降にわが国で発生した12件の巨大噴火による大規模火砕流の分布図を統一基準・統一縮尺で順次作成・公開する予定です。姶良カルデラ入戸火砕流と支笏カルデラ支笏火砕流については公表済です。令和5年度は、巨大噴火を繰り返す阿蘇カルデラで阿蘇4火砕流の一つ前の巨大噴火で噴出した阿蘇3火砕流（約13万年前）、巨大噴火が頻発している北海道南部における最大級の火砕流堆積物である洞爺火砕流堆積物（約11万年前）の分布図を公表予定です。
論文情報
掲載誌：大規模火砕流分布図、産総研地質調査総合センター
タイトル：阿蘇カルデラ阿蘇4火砕流堆積物分布図
著者：星住英夫・宝田晋治・宮縁育夫・宮城磯治・山崎 雅・金田泰明・下司信夫
用語解説
- 阿蘇4噴火
- 阿蘇火山は、九州中部に存在する日本有数の活火山です。約27万年前から約9万年前までの間に、巨大噴火を4回発生させ、大量の火砕流や火山灰を噴出しました。これらの噴火と噴出物を古い年代から順に阿蘇1噴火（約27万年前）、阿蘇2噴火（約14万年前）、阿蘇3噴火（約13万年前）、阿蘇4噴火（約9万年前）と呼びます。阿蘇4噴火は、過去10万年間で日本最大、世界でも2番目に大きい巨大噴火です。
- 火砕流
- 高温の火山ガスとマグマの破片の混合体が、時速数十～四百キロメートルで流れ広がる現象で、火砕流に覆われた地域は壊滅的な被害を受けます。火砕流にはさまざまな規模があり、大規模火砕流は噴火地点から数十キロメートル以上の範囲を広く覆います。
- 巨大噴火
- 数百立方キロメートル以上のマグマが短時間に爆発的に噴出する大噴火。全世界でも数千年に一度程度の頻度でしか発生していません。ひとたび発生すると広大な範囲に壊滅的な被害を与えるほか、成層圏に巻き上げられる大量の火山灰により全地球の気候にも大きな影響を及ぼします。
- 阿蘇4火砕流
- 「阿蘇カルデラ」から約9万年前に噴出した、これまで知られている中ではわが国最大の大規模火砕流。数百立方キロメートルに及ぶ堆積物が熊本県・大分県を中心とした広い範囲に分布します。火砕流堆積物は阿蘇カルデラから最大約170 km離れた山口県中部にまで追跡できるほか、火砕流から舞い上がった火山灰は日本全土を覆っています。
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