爆発的海底噴火の表面現象とハザードに関するグローバル・データベース―ギリシア・コロンボ火山域のハザード評価への応用―

前野 深（火山噴火予知研究センター）

Maeno, F., 2025, Global database on surface phenomena and hazards of explosive submarine eruptions with application to hazards of the Kolumbo Volcanic Field. Bulletin of Volcanology 87,

https://doi.org/10.1007/s00445-025-01871-8


　海域での火山噴火では、マグマ水蒸気爆発、津波、漂流軽石など、陸上での噴火とは異なる多様な現象が引き起こされます。このような現象が発生する要因や条件の解明は、海域における火山噴火の性質や影響を知り、防災・減災を進める上で不可欠と言えます。しかし、噴火が発生する水深、噴火の規模や様式、表面現象がどのように関わり合っているかなど、多くの未知の問題が残されています。例えば、ギリシア・エーゲ海のサントリーニ島沖にあるコロンボ火山域（海底火山群）で発生した西暦1650年の大噴火は、津波や火山ガスが隣のサントリーニ島に被害をもたらしたことが歴史記録によりわかっていますが、噴火に伴った表面現象や噴火プロセス、関連するハザードがどのようなものであったかについては十分に解明されていません。近年、欧州においてこのコロンボ火山域のハザード評価に関するプロジェクトが進められました（文献1）。本研究はこれに関連して、既知の海底噴火に関する世界規模のデータベース（127火山422噴火事例）を構築し、コロンボ火山域のハザード評価のための基礎データを収集するとともに、海底噴火の一般的性質を抽出することを目的として進められました。データベースや近年の事例の検討から得られた重要な知見の一つは、水深が約400 m以浅の噴火では、噴煙（ジェット）が海を貫き大気中に大きく成長する場合があることです。一方、火口が約400 m以深では、海面上の爆発的現象の事例は劇的に減少し、噴火の検出方法は地震・音響信号、漂流軽石、変色水、潜航調査による直接的な観察にほぼ限られるようになります。さらに本研究では、水深とマグマ噴出率をもとに海底噴火を6つのモードに分類することにより、さまざまな噴火とハザードを整理することを試みました（図1）。コロンボ火山域の1650年大噴火については、現在の海底地形や断片的な歴史記録、データベースに基づき、低い強度から高い強度の噴火活動へと移行したと考えられます。本研究で構築したデータベースと分析結果は、海底噴火に伴う危険な表面現象についての理解を深めるとともに、歴史的な噴火事象に対する制約や、その他の地域、例えば日本列島や南太平洋などの海底火山におけるハザード評価にも貢献することが期待されます。

図1　データベースや近年の事例にもとづき、噴火の水深と噴出率（mass discharge rate）に注目して整理した海底噴火の6つのモード。(a)–(c) 浅海域、(d)–(f) 深海域。噴火の検出に関わる現象を併記。浅海噴火のVEI（Volcano Explosivity Index, 火山爆発指数）は目安。（Maeno, 2025のFig. 4）

参考文献:
1) Sparks RSJ, Vougioukalakis G, Aspinall WP, Neri A, Antonakos A, Baxter PJ, Bevilacqua A, Cerminara M, de’ Michieli Vitturi M, Francalanci L, Koutroulli A, Maeno F, Mastroianni F, Papazachos K, Pardini F, Paris R, Tadini A, Vaselli O. (2025) Future eruptions of the Kolumbo volcanic field: prognosis with hazard and risk assessment. Bull Volcanol 87, 73. https://doi.org/10.1007/s00445-025-01836-x

金曜日セミナー（2025年10月31日）市原 寛（名古屋大学）

Title: Electrical Resistivity Structures around the Japan Trench and the Nankai Trough

 

Abstract:

Magnetotelluric (MT) imaging of subsurface electrical resistivity is highly sensitive to the presence and distribution of pore fluids, making it a key method for characterizing physical conditions in and around seismogenic zones. Despite the importance of megathrust earthquakes at subduction margins, MT studies of these environments remain scarce worldwide because of observational and inversion challenges and the small number of research groups engaged in marine EM study. This presentation summarizes our ocean-bottom electromagnetic (OBEM) observations and the resulting resistivity models for the source region of the 2011 Tohoku earthquake (Mw 9.0) along the Japan Trench, and for the Kumano-nada and Hyuga-nada segments of the Nankai Trough. In each area, clear spatial correlations emerge between resistivity patterns and seismic slip behavior. In Hyuga-nada in particular, the deep slow earthquake zone is characterized by low resistivity, whereas the regular (fast) earthquake zone corresponds to higher-resistivity and transitional domains. These results, consistent with findings from inland earthquake zones, suggest that pore fluids exert a first-order control on earthquake style along the plate interface.

令和7年度地震火山災害予防賞公募のお知らせ【締切】R7.11.25（火）午後5時

令和７年度地震火山災害予防賞公募のお知らせ
当研究所では、地震・火山の観測または研究およびその災害の予防軽減において、技術的側面で顕著な功績のあった方を、地震火山災害予防賞として表彰することとしております。これは財団法人震災予防協会の解散に当たって、同協会が行ってきた震災予防協会賞表彰を引き継ぐものとして平成22年度より始めたものです。つきましては今年度の候補者を公募いたしますので、関係各位にご周知いただき、適任者の推薦および応募について、よろしくお取り計らいくださるようお願いいたします。

令和７年度 地震火山災害予防賞公募のお知らせダウンロード

【締切】R7.11.25（火）午後5時

古村孝志 所長 令和７年防災功労者内閣総理大臣表彰を受賞

古村孝志 所長が、令和７年防災功労者内閣総理大臣表彰を受賞しました。

賞状を持った所長のポートレイト写真


※　防災功労者内閣総理大臣表彰は、『「防災の日」及び「防災週間」について』（昭和 57 年 5 月11 日閣議了解）に基づき、災害時における人命救助や被害の拡大防止等の防災活動の実施、平時における防災思想の普及又は防災体制の整備の面で貢献し、特にその功績が顕著であると認められる団体又は個人を対象として表彰するものです。
（内閣府HP「令和７年防災功労者内閣総理大臣表彰の受賞者決定について」より引用）

PoViT-UQ: Vision Transformer を用いた不確実性評価付き P波極性・到達時刻決定手法

加藤慎也, 長尾大道, 飯尾能久

PoViT-UQ: P-wave polarity and arrival time determination using vision transformer with uncertainty quantification

Geophysical Journal International, Volume 243, Issue 1, October 2025, ggaf324, https://doi.org/10.1093/gji/ggaf324

　
　人工知能（AI）の最新技術であるVision Transformerを用いて、地震の最初の揺れであるP波の到達方向（上向きか下向きか）と到達時刻を同時に判定する新しい手法を開発しました。この研究で開発された「PoViT-UQ」は、従来の深層学習を用いた方法では難しかった“予測の確からしさ”を数値として示すことができる点に大きな特徴があります。AIが自ら「この判定はどの程度自信があるのか」を示す予測の不確実性を定量化することで、信頼できるデータだけを選んで利用できるようになりました。

　研究では、日本国内の高密度な地震観測網から得られた数十万件以上の地震波形を用い、AIにP波の「Up」「Down」「Noise」の3種類を識別させるとともに、到達時刻を推定するよう学習させました。その結果、250 Hzで観測された高精度のデータでは、極性判定の正答率が98％を超え、到達時刻の誤差もわずか0.03秒以下という非常に高い精度を実現しました。さらに、2016年鳥取県中部地震の余震データを用いた検証でも、高い信頼性が確認されました。

　地震が発生した際に、断層がどのように動いたのかを理解するためには「P波初動を用いた発震機構解」の推定が行われます。この解析に必要不可欠なのが、P波の最初の動きが押し（Up）か引き（Down）かを正しく判断することです。しかし、人の目による作業は膨大な時間と労力を要し、わずかな誤判定が大きな解析誤差につながることもあります。今回の成果は、この作業をAIが高精度かつ効率的に自動化し、さらに結果の信頼性まで評価できるという点で大きな前進となります。 この技術は、大量の地震データを迅速に処理し、余震や小さな地震を含めた震源メカニズムの解析を効率化することにつながります。これにより、災害発生直後の迅速な状況把握や、地震活動の理解を深める研究が進み、防災や減災への貢献が期待されます。

図 1 AIによる地震の最初の揺れ（P波）の判定例
この図は、AIによる地震の最初の揺れ（P波）の判定例を示しています。(a)は入力された地震波形と、AIが特に注目した部分を色で示したものです。赤く強調された部分ほどAIが重視して判定しています。(b)は(a)の波形を拡大したもので、人間が読み取った到達時刻（青）とAIの推定（赤）を比較しています。(c)は到達時刻に関する分布を示し、AIがどの時刻をP波到達と判断したかを表しています。(d)は極性（Up・Down・Noise）の分類結果を三角図で示したもので、点の位置がAIの判断を表します。(e)は判定結果のばらつきを示す図で、箱の大きさがAIの「予測の不確実性」を表しています。箱が小さいほどAIの判断は安定しており、逆に箱が大きい場合は結果が揺らいでいる、つまり自信が低いことを意味します。このように、PoViT-UQでは単なる判定結果だけでなく、「どの程度信頼できるか」を定量的に示すことができる点が特徴です。

第１０５０回地震研究所談話会開催のお知らせ

下記のとおり地震研究所談話会を開催いたします。

対面での開催を再開しておりますので、地震研究所へお越しいただければ幸いです。

なお、お知らせするZoom URLの二次配布はご遠慮ください。また、著作権の問題が

ありますので、配信される映像・音声の録画、録音を固く禁じます。

 　　　　　　　　　　　　　 　　記

　　　　　　　　　日　　時：　令和7年9月12日(金)　午後1時30分～

　　　　　　　　　場　　所：　地震研究所1号館2階　セミナー室

　　　　　　　　　　　　　　　Zoom Webinarにて同時配信　

1. 13:30-13:45

演題：2025年カムチャッカ半島地震（Mw8.8）に伴う遠地津波の伝播特性

著者：○染矢真好・三反畑修・綿田辰吾・古村孝志

要旨：7月30日に発生したカムチャツカ半島地震（Mw 8.8）の津波について、DART観測と数値シミュレーションの比較を行うとともに、1952年地震の断層モデルの再解釈の必要性を議論する。

2. 13:45-14:00

演題：能登半島地震余震に見られる非ダブルカップル成分：初動発震機構解推定に及ぼす影響

著者：○悪原　岳・篠原雅尚・山田知朗、東　龍介・日野亮太（東北大学）、尾鼻浩一郎・高橋　努・藤江　剛・小平秀一（JAMSTEC）、村井芳夫（北海道大学）、馬塲久紀（東海大学）、山下裕亮（宮崎公立大学）、八木原寛（鹿児島大学）

3. 14:00-14:15

演題：Crustal structure of northern Borneo from Virtual Deep Seismic Sounding (VDSS)

【所長紹介（受入教員：悪原　岳）】

著者：○Harry LINANG(Universiti Malaya)、Simone PILIA (King Fahd University of Petroleum and Minerals)、 Nick RAWLISON (University of Cambridge)、Conor BACON (Columbia University)、Amy GILLIGAN・David CORNWELL (University of Aberdeen)、Felix TONGKUL (Universiti Malaysia Sabah)

4. 14:15-14:30

演題：Simulation of fault rupture subjected to far-field loading: verification and an application

著者：○Lalith MADDEGEDARA･Elia NICOLIN･Tsuyoshi ICHIMURA･Kohei FUJITA、Muneo HORI(JAMSTEC)

○発表者

※時間は質問時間を含みます。

※既に継続参加をお申し出いただいている方は、当日Zoom URLを自動送信いたします。

※談話会のお知らせが不要な方は下記までご連絡ください。

〒113－0032　東京都文京区弥生1－1－1　

東京大学地震研究所 共同利用担当

E-mail：k-kyodoriyo(at)eri.u-tokyo.ac.jp

※次回談話会（令和7年10月17日（金）13:30～）は、「地震研究所創立100周年記念」として、

招待講演による研究活動の歩みを紹介する講演会を開催いたします。

【研究速報】霧島新燃岳2025年7月8日噴火火山灰に含まれる軽石粒子の化学組成

ページ立ち上げ：2025年9月2日


　霧島新燃岳では2025年6月22日の水蒸気噴火を皮切りに、活動が続いています。ここでは現地調査の結果を随時更新しております。

　7月14日までの研究速報につきましては、
【研究速報】霧島新燃岳の最新噴火活動：2025年6/22・23に噴出した火山灰《7/14更新》をご覧ください。

＊報道関係の皆さまへ：図・動画等を使用される際は、「東京大学地震研究所」と、クレジットを表示した上でご使用ください。また、問い合わせフォームより使用した旨ご連絡ください。

2025年9月2日
東京大学地震研究所

　
　霧島新燃岳2025年7月8日噴火の火山灰に含まれていた白色軽石および濃褐色の発泡ガラス質粒子1)を対象として，FE-EPMA（JXA-8530FPlus, JEOL Ltd.）による組織観察および鉱物・ガラスの化学組成分析を実施した．試料は水洗し超音波洗浄機にかけて乾燥後，分粒した125–500 µmの粒子から発泡ガラス質粒子を鏡下で拾い出した．125–250 µmサイズ粒子の未研磨試料を形態観察に，250–500 µmサイズ粒子の研磨試料を化学分析に利用した．

　二次電子像による表面形態の観察では熱水変質の痕跡がほとんどの粒子に認められるが，変質の程度は粒子によって異なり，一部には新鮮なガラスが残存している（図1）．新燃岳の火口下に予想されるような酸性熱水と火山ガラスとの反応は比較的早く進行するであろうことから，これらの軽石粒子は噴火のごく直前に供給された本質物である可能性が高い．

　ガラス光沢をもつ新鮮な軽石粒子はいずれもマイクロライトに富む石基に相当する粒子で，粒子ごとに結晶量の違いが見られる．間隙ガラスは濃褐色ガラス質粒子5粒子，軽石粒子５粒子から計37点分析した．ビーム径（<5 µm）を確保できないほど結晶化が進んでいる粒子は分析対象から除外した．石基に含まれる鉱物は斜長石，単斜輝石，直方輝石およびチタン磁鉄鉱であった．間隙ガラスのSiO2含有量は64.9 – 77.6 wt.%（無水100%換算）で，K2O含有量と正の相関がある（図2）．濃褐色粒子と軽石粒子の間に系統的な違いは見られない．粒子毎にやや組成が異なる傾向があり，結晶度の違いを反映していると考えられる．

　今回分析した試料のうち比較的均質な間隙ガラス組織をもつ軽石粒子について，マスバランス計算によりバルク石基組成を推定した．石基の結晶量は反射電子像の輝度の違いを利用して見積もった（見かけの結晶量23.6 vol.%，図3）．計算には分析した粒子のガラスと鉱物の平均化学組成を用い，単斜輝石および直方輝石の存在比は本試料でランダムに輝石を分析した際の存在比に基づいてCpx:Opx = 4:3を仮定した．得られたバルク石基組成は62.6 wt.% SiO2，2.2 wt.% K2Oで，2011年噴火の安山岩質噴出物のバルク石基組成と類似している（図2）．火口直下に上昇し，本軽石粒子を生じたマグマは，2011年噴火および2018年噴火と類似した安山岩質マグマの可能性が高いと考えられる．

図１　変質度の異なる軽石粒子の二次電子像．左：新鮮な破断面をもち変質による微小なエッチングピット（赤矢印部分）が僅かに認められるもの．中央：新鮮なガラスが一部残っているもの．右：表面が全て二次生成物に覆われているもの．左上の挿入図は各粒子の実体顕微鏡写真．
図2　発泡ガラス質粒子の間隙ガラスおよびバルク石基の化学組成．比較のために2011年および2018年噴火噴出物のバルク石基および間隙ガラス組成の報告値2-5)も示した．バルク石基組成のエラーバーは各相の平均化学組成の標準偏差から算出した（2σ）．
図3　解析した軽石粒子の反射電子像（左図）と輝度に基づき分類したphase map（右図）．画像処理にはImageJ6)を利用し，ガラス（白色），斜長石（水色），輝石（赤色），鉄チタン酸化物（紫）の相に分類した．

火山噴火予知研究センター　前野 深 准教授
川口 允孝 助教
水野 樹（博士課程学生）
技術開発室　外西 奈津美 技術専門職員

参考文献：

  1. 東京大学地震研究所，霧島新燃岳2025年7月8日噴火の火山灰について．火山調査研究推進本部提出資料．2025年7月11日．
  2. Suzuki, Y., Maeno, F., Nagai, M., Shibutani, H., Shimizu, S., Nakada, S. (2018) Conduit processes during the climactic phase of the Shinmoe-dake 2011 eruption (Japan): Insights into intermittent explosive activity and transition in eruption style of andesitic magma. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 358, 87-104.
  3. Sato, H., Suzuki-Kamata, K., Sato, E., Sano, K., Wada, K., Imura, R. (2013) Viscosity of andesitic lava and its implications for possible drain-back processes in the 2011 eruption of the Shinmoedake volcano, Japan. Earth, planets and space, 65, 623-631.
  4. Suzuki, Y., Yasuda, A., Hokanishi, N., Kaneko, T., Nakada, S., Fujii, T. (2013) Syneruptive deep magma transfer and shallow magma remobilization during the 2011 eruption of Shinmoe-dake, Japan—Constraints from melt inclusions and phase equilibria experiments. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 257, 184-204.
  5. Matsumoto, K., Geshi, N. (2021) Shallow crystallization of eruptive magma inferred from volcanic ash microtextures: a case study of the 2018 eruption of Shinmoedake volcano, Japan. Bulletin of Volcanology, 83, 31. https://doi.org/10.1007/s00445-021-01451-6
  6. Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. (2012) NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nature Methods, 9, 671–675. doi:10.1038/nmeth.2089

霧島新燃岳2025年7–8月噴火火山灰の全岩化学組成とその推移

2025年9月2日
東京大学地震研究所


　火山灰の全岩化学組成は，これまで霧島新燃岳の噴火活動の推移把握に活用されてきた． 2025年7月20日から8月10日の間に新燃岳で発生した噴火の火山灰について，全岩化学組成分析を実施した．火山灰試料はバルクを未洗のまま処理して溶融ガラスビードを作成し，蛍光X線分析により測定した．

　7月20−22日火山灰は変質した粒子（岩片および遊離結晶）が約半数以上を占めていたのに対し，噴煙高度が約3,000 mに達した8月10日火山灰では既報3)にあるように新鮮な溶岩片や赤色酸化した岩片の量がやや増加している．なお，7月8日火山灰で確認された白色の発泡ガラス質粒子（軽石）は7月20日では1％以下に減少し，8月10日火山灰では見られなくなった．

　今回測定した火山灰試料の化学組成はSiO2含有量が59–60 wt.%，K2O含有量が約1.7 wt. %（全鉄をFeOとして無水100%換算）で，2011年および2018年噴火噴出物に基づく新燃岳マグマの組成トレンドと比較してややK2Oに乏しい特徴を有する．7月8日早朝の火山灰は2018年3月の溶岩流出直前と類似した化学組成であったが1)，7月20–22日の火山灰は6月22日から7月6日までと同様の変質物を多く含む火山灰の組成2)に近い．その後の8月10日の火山灰では再度7月8日と類似した組成へ変化した（図1）．全岩化学組成の変化は火山灰構成物の変化と調和的であり，火道内環境や噴出口の位置など，噴火発生場の変化を反映していると考えられる．

図１　霧島火山新燃岳噴出物の全岩化学組成．2025年噴火のバルク火山灰（A）を■，それ以前の噴火のバルク火山灰（A）を▲，溶岩（L）や噴石（B）および軽石（P）を●で示した．2017−2018年噴火では変質物に富んだ火山灰組成（黄色領域）からマグマ組成トレンド（青色領域）に向けて，火山灰組成の時系列変化が認められた（灰色矢印）2)．

火山噴火予知研究センター　前野 深 准教授
川口 允孝 助教
水野 樹（博士課程学生）
技術開発室　外西 奈津美 技術専門職員

謝辞
火山灰の採取に際しては，古園俊男氏（霧島ネイチャーガイドクラブ），田島靖久氏（日本工営）の協力を得た．


参考文献：

  1. 東京大学地震研究所，霧島新燃岳2025年7月8日噴火の火山灰について．火山調査研究推進本部提出資料．2025年7月11日．
  2. Maeno, F., Shohata, S., Suzuki, Y., Hokanishi, N., Yasuda, A., Ikenaga, Y., Kaneko, T., Nakada, S. (2023) Eruption style transition during the 2017–2018 eruptive activity at the Shinmoedake volcano, Kirishima, Japan: surface phenomena and eruptive products. Earth, Planets and Space, 75, 76.
  3. 産業総合研究所，新燃岳2025年8月10日噴火の火山灰構成粒子の特徴．火山調査研究推進本部提出資料．2025年8月19日．

金曜日セミナー（2025年9月12日）Robert Viesca（Tufts University）

Title:   Slow is fast: Dynamic crack-front distortions mediate the propagation of extended fractures

 

Abstract:

I am a visiting researcher at ERI from September 2025 through June 2026, hosted by So Ozawa. I will begin by briefly introducing myself and areas of recent work. These include (i) numerical and analytical models for fluid-induced slow slip, in which we show that fault slip can spread in a self-similar manner, like pore fluid pressure; and (ii) analytical understanding of rate-and-state models of the seismic cycle, in which we appropriately determine the linear and non-linear stability of model faults to understand how a given model will behave, a priori, on the basis of the loading conditions and frictional property distribution.

The remainder of this talk will focus on the propagation of an extended crack front through a stiff material. High-speed imaging is used to establish that fluid-driven, penny-shaped, planar mode-I cracks propagate through a series of stick-break instabilities. The forward propagation of an existing fracture front always occurs through an initial rupture, nucleated at some localized position, followed by very rapid transverse expansion of the crack front at velocities that can be controlled experimentally and that can be as high as the Rayleigh-wave speed (~1 km/s). The fluid viscosity controls the length of the break, which correlates with the transverse velocity. This novel observation—that seemingly slow, quasi-static fracture propagation actually occurs through a series of discrete fast, dynamic ruptures—should be applicable for any pre-existing fracture front in other geometries and materials.