Detection of Deformation by SAR Interferometry and GPS net at Okmok Volcano, Alaska
藤井直之(1), 木股文昭(1), 宮城洋介(2), 佐藤俊也(3), J. Freumueller(4), and D. Mann(4)
N.Fujii(1), F. Kimata(1), Y. Miyagi(2), T.Sato(3), J. Freumueller(4), and D. Mann(4)
(1)RCSV, Nagoya Univ., (2) Hokkaido Univ., (2) Tohoku Univ., (4) GI, Alaska Univ. Fairbanks
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Abstract:With the support from the IARC/NASDA (International Arctic Research Center/ National Space Development Agency of Japan) project “Monitoring Volcanic Deformation by SAR Interferometry and GPS Network” by a cooperative study between Alaska Univ. Fairbanks (AUF) and Japanese Univ. team (Nagoya, Hokkaido, and Tohoku Universities), GPS network and InSAR observations has been performed from 1999. Okmok Volcano was chosen as a target volcano for its activity and easy to access for the constraction of GPS stations. Okmok Volcano, located on Umnak Island in the eastern Aleutian arc, last erupted in 1997, and consists of a 10 km wide caldera with several cones located inside. Using InSAR, significant surface deformation inside the caldera has been obtained before, during and after the eruption. However, the area of coherent data has been limited to the northern part of the caldera, with some additional coherent areas along the outer flanks of the volcano. We carried out GPS campaigns in 2000 and 2001 to supplement the InSAR data with 3D measurements of deformation at 24 sites on and around Okmok in 2000, and 31 sites in 2001. InSAR data for the period 1997-2000 show what appears to be a radially-symmetric pattern of displacements, consistent with the inflation of a shallow (3-4 km) point pressure source (Mogi source) located beneath the geometric center of the caldera. A deflation source at the same location and depth was inferred from an interferogram spanning the eruption. The 2000-2001 GPS data, on the other hand, show evidence for rapid horizontal extension between sites in center of the caldera. This signal cannot be explained by a Mogi source, and may represent the intrusion of a shallow dike. The proposed dike extends from roughly the center of the caldera toward the 1997 eruptive vent. In May 2001, a swarm of micro-earthquakes occurred somewhere close to Okmok Volcano (location errors are very large as the closest permanent seismic site is ~100 km from Okmok). It is possible that this small earthquake swarm could have been associated with the intrusion of the shallow dike. |
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○はじめに アラスカ・アリューシャン列島から極東ロシア・カムチャッカ半島、千島列島にかけては、プレート沈み込み運動に伴い、非常に数多くの火山が分布し、年に数火山で噴火活動が観測されている。これらの地域では人口密度が極めて低いものの、上空はヨーロッパ、アジアとアメリカとを結ぶ基幹航空路となっている。それゆえ、火山活動の監視と火山噴火過程の解明は重要と考える。そこで、直径10kmにも達する巨大なカルデラを有し、最近でも数年間隔で噴火活動を繰り返しているアリューシャン列島Okmok火山においてSARとGPSによる宇宙測地学的手法により地殻変動を検出し、その圧力源を明らかにすることから火山噴火準備過程を明確にしようとして1999年10月から３年計画で名古屋大・北海道大・東北大・アラスカ大の共同研究プロジェクトが進行している。ここでは，その途中経過を報告する． 
アリューシャン列島Okmok火山は比較的緩やかな盾状火山でしかも最近では1997年にカルデラ内のConeAから溶岩流出の噴火をしている．
Okmok火山は最近では1997年にカルデラ内で溶岩流出の噴火をしていることから, 1997年噴火の噴火前、噴火時、噴火後の地殻変動がＣバンド干渉SARから検出されている。すなわち、山体が噴火前と噴火後には年間10cmあまり膨張し、噴火時には1.4 mを越す収縮を示している。しかしながら、検出されている地殻変動がカルデラ内に限られるという問題点も含んでいた（図３）。 ○GPS観測による2000 - 2001年の地殻変動と干渉SAR結果： 2000年7月、Okmok火山における地殻変動を観測するため、GPS観測を島内の24点で実施した。道路が整備されないこの島でヘリコプターを最大限活用し、アラスカ州で最も稠密なGPS火山観測網が構築された。そして、2001年7月に2回目のGPS観測を繰り返した。 GPS観測から検出された地殻水平変動は概してカルデラ内から膨張のセンスの地殻変動である。しかし、その変動量は最大でも3cm程度であり、今までに干渉SARから検出されている年間10cmに達するような速度でない。また、カルデラ内の地殻変動はその源が地表といった非常に浅部であることを示唆している。 もっとも、干渉SARによる解析は衛星パスの関係で2000年7月までであり、GPS観測と観測時期を同じくしていない（図４）。
1) GPS観測と対応する期間での干渉SAR解析による地殻変動を解析し、地殻変動について比較検討する。2001年5月にOkmok火山では群発地震が発生している。また、1993年に溶岩流出したカルデラ内のコーンAでは噴気活動が活発化している。群発地震活動により山体膨張の活動が変化している可能性もあり、2000-2001年の期間での議論が必要である。 2) GPS観測データによるDEMデータの改善と干渉SAR解析における分解能向上の取り組み。 干渉SARに利用したDEMでは衛星データのみであり、地上測量データが利用できなかった。 今回のGPS観測データからDEMの精度を向上させ、そして干渉SARの分解能を向上させる。 3) 2002年のGPS観測により地殻変動の時間的なゆらぎに関してモデル的考察を行う。 参考文献： ・Miyagi, Y，et al., Surface Deformation Caused by a Shallow Magmatic Source at Okmok Volcano, Aleutian Arc, G31-0163, AGU Fall meeting, San Francisco, 2001. ・Lu, Z, et al., Synthetic aperture radar interferometry of Okmok volcano, Alaska, J. Geophys. Res., 105, 10791-10806, 2000. |
