地震データで火山の「信号機」 ―噴火の切迫度を準リアルタイムで評価―〜性質の異なる世界の火山で初めて系統的に検証、衛星観測と同等の的中率〜

2026-07-07 東北大学

東北大学などの国際共同研究グループは、火山性地震の規模分布を表す「b値」の変化を用いて、噴火の切迫度を緑・黄・赤の3段階で示す「火山信号機警報システム(VTLAS)」を開発した。研究では、日本、アイスランド、ハワイなど地質条件の異なる火山の地震カタログを解析し、世界で初めて異なるタイプの火山に対して本手法を系統的に検証した。その結果、b値の低下を「赤信号」と判定した場合、約39%が10日以内の噴火に先行し、衛星による地殻変動観測(InSAR)など既存の前兆監視と同程度の予測性能を示した。一方、水蒸気噴火のように前兆地震が少ない噴火は検出しにくく、実用化には地殻変動やガス観測など複数の観測データを組み合わせることが重要であることも明らかになった。本手法は地震データのみから準リアルタイムで噴火危険度を評価できるため、観測機器が限られる火山でも適用しやすく、防災判断や避難計画の支援、火山監視体制の高度化に貢献することが期待される。

地震データで火山の「信号機」 ―噴火の切迫度を準リアルタイムで評価―〜性質の異なる世界の火山で初めて系統的に検証、衛星観測と同等の的中率〜
図1. 解析した火山の位置。(a)日本、(b)アイスランド、(c)ハワイ島。(c)のキラウエアは解析対象外で、参考として示す。

<関連情報>

火山交通信号警報システムおよび噴火予測のためのほぼリアルタイムのb値解析 Near real-time b -value analysis for volcano traffic light alert systems and eruption forecasting

Thystere Matondo Bantidi,Kazuyoshi Z. Nanjo,Takeo Ishibe,Takeshi Nishimura,Bogdan Enescu & Anscair Mukange Besa
Scientific Reports  Published:02 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-026-50913-4

Abstract

Volcanic eruptions often result from the failure of rocks surrounding magma pathways. A decrease in b-value typically precedes such failures, indicating increased stress and eruption likelihood. Here, we analyze b-value time series of seismic data from 8 well-monitored volcanoes across various tectonic regions: Eyjafjallajökull, Fagradalsfjall, Grímsvötn, and Holuhraun (Bárðarbunga) in Iceland; Mauna Loa in Hawaii (USA); and Kirishima, Ontake, and Usu in Japan. We introduce a ‘Volcano Traffic Light Alert System (VTLAS)’ to assess priming timescales and potential improvements to near‑real‑time forecasting. We define red light as instances when the b-value drops exceed 10% below normal background levels of activity and examine whether eruptions occur within 10 days. Of the 25 identified cases, 39% are followed by eruptions, whereas 61% are not. Among the latter, 71% involve red lights without subsequent eruptions but are mostly linked to large earthquakes, and 29% show no drop before an eruption. Despite the relatively low percentages, our forecasting success rate is comparable to that reported in studies employing InSAR, GNSS deformation, or thermal anomaly analyses. This suggests that the proposed VTLAS may help anticipate impending eruptions. However, to improve reliability, we recommend combining b-value analysis with other geophysical observables to effectively distinguish volcanic unrest from imminent eruptions.

1702地球物理及び地球化学
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