那須山付近の地震と火山活動 *

那須山付近の地震と火山活動*
田
康
中
裕糊
551.21
Earthquakes near and Volcanic Activities of Volcano Nasusan
Y. Tanaka
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1
. まえがき
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2
. 那須山周辺の地震
1926-56年に那須山周辺で起こった地震の分布をみ
火山の付近で起こる地震は，火山の表面活動に，直接
この付近には深さ 20km以内の浅い地震が起こ
あるいは間接に何らかの影響をおよぼしているに違いな
るとへ
い.火山体のごく浅い所で群発する火山性地震が，とき
り，ことに，那須山の西ないし北西部の山岳地帯に多い
に火山爆発を誘起することもあり 1にまた，外国の例で
(
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g
.
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2
)
. この地帯は那須火山帯南部にあたり，いく
は，火山体の地干 50-60km ぐらいの深さの地震でも，
っかの火山が分布している (
F
i
g
.1
)
. 中でも那須山は，
火山爆発の前兆となったことがあるわ. 日本の場合，こ
有史時代に噴火の記録を持ち，近年においても，活動ひ
うした深い地震と火山の表面活動とのつながりはあまり
ん度がわりあい多い活火山である.
論ぜられたものがなく，火山性地震の調査は，おのずか
那須山に最も近い測候所は白河(那須山の東 20km)
ら浅い地震が対象になってきた.しかし，日本の火山帯
である.ここでは，ときどき局発地震を記録することが
付近 l
ごは相当広い地域にわたって， 0-30km ぐらいの
ある.この地震は白河だけで記録されるものが多いので
深さの地震が起こる所が見受けられるのでへ
こうした
(P-S時間は，わからないものが多い. いくつかの
やや深い地震(火山体内でおこる数百 m の深さの火山性
わったものについてみると
地震にくらべて)が，はたして，火山の表面活動に影響
ものまであり，かなり広い範囲で起こっていると推定さ
しているかどうかについて調べる必要がある.
れる)，まず，この地震が何処で起こっているかを推定
この調査で、は，那須山を対象にして，火山周辺のやや
しておく必要がある.
深い地震，および火山体内で起こった浅い地震について
いま， 2つの測候所をそれぞれ P，Q とし，各々の地震
計の性能を夫々 p，q とする。任意の点で地震が起こっ
たとして，その震央 Xから Pおよび Qまでの距離をそれ
述べ，これらの地震と同火山の噴火とを関係づけた.
快
1秒前後から 1
0秒前後の
ぞれ α，bとする. P，Qで記録される地震の大きさ(振
ReceivedJuly7，1
9
6
2
.
州気象庁地震課
. A2 としたとき，振幅は地震計の
幅)をそれぞれ At
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1
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2
那須山付近の地震と火山活動一一田中
ただし，k は常数である.
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0
141 E
140E
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ご
0
2つの測候所で同時に記録される最小限の地震の大き
さは，両測候所で同じ大きさの振幅(読み取り可能な最
小限の振幅の地震)になると考えられるので，そのよう
な地震の場合には
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2
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J
う
a2
3
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a
b
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q
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このような X点は Apollonius の軌跡であるから
Q を
P
.
v
p:
.
v
q
ーに分つ内分点および外分点を結ぶ線分
を直径とする円周である.すなわち，この円で分けられ
た 2つの領域が，どちらか一方の測候所だけで記録され
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Nasusan.
ロ
•
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る小地震の起こった地域になる.
さて，気象官暑においては，標準地震計として J直視
式電磁地震計，ウイへノレト式地震計，普通地震計，簡単
微動計などが用いられてきたが，これらの地震計の標準
常数は大略 Table 1 のようである.そして，各官署と
も，この標準常数に近い常数値で地震計を作動してきた.
したがって，いずれの地震計も近地地震に対しては変位
計として動作し
r，V などについてはほぼ満足した常
数だから，地震計の性能は倍率だけに関係すると考え，
性能を倍率におきかえると，普通地震計(または，簡単
微動計)は直視式電磁地震計(または，ウイヘノレト式地
震計)のほぼ半分の性能を持っていることになる.
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十
+/
Fig.2 V
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性能に比例し，震央距離の二乗に反比例して減衰すると
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巻
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K
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)
そこで，前者の性能を ρ(ニ 1
)，後者の性能を q(=2)
とすると
0
.
.
.
.
.
.
1
0秒ぐらいになり，
先に述べた白河で、実測したもの
とよく一致する.なお， Fig.3 の ABCDEは，新潟でウ
a _
b -
，
v
p_ 1
，
v
q ーヘ/玄
イへルト式地震計を使用した期聞があるので，その期間
だけ地震計の性能があがったとして作図した地域であ
白河および白河のまわりの官暑の位置および地震計の
A
る
)，白河だけで記録される小地
状態を考慮して (Table2
さて， Fig.1 で，那須山付近で起こった地震の震央域
震のおこった地域を作図すると Fig.3 の A'CDE で固
(
F
i
g
.1の点線でかこんだ地域)と， Fig.3 の A'CDE
まれた地域になる.また，この範囲で浅発地震が起こっ
たと仮定して，白河における
p
.
.
.
.
.
.
s時間を逆算すると，
で、囲んだ地域とを比べると，両者、の地域はほぼ一致して
いるので，白河だけで記録される震源のわからない局発
-3-
104
那須山付近の地震と火山活動一一田中
地震も，これらの地域内で起こっているものと考えられ
る.以下，この地域におこる浅発地震の震源域を，とく
I
那須山付近の地震帯」と呼ぶ.
に限定して
Fig.5 のようであった.この期間に那須山は次のような
噴火をしたω.
ωfω
~
河だけで観測した局発地震，も含む)の年別ひん度は
3
. 那須山付近の地震帯の地震ひん度と火山活動
白河測候所が地震観測を始めたのは 1941年 9月で，
以来，那須山付近の地震の観測がほぼうまくできるよう
になった.そこで， 1942年以後の資料について，
×
〉
く
とく
に詳しく調べた.
2
0
1926-56年に那須山付近の地震帯で起こったおもな
1942-61年に同地域に起こって，震源
υ
n
地震，および，
丹
ム
w
削
が明らがな地震の震源の水平および垂直分布を Fig.4
に示した.震源は那須山北西部で深く (20-40km)，那
1
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5
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1
9
6
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x Explosion
須山に近づくと浅くなる傾向がある.
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9
4
3年 1
2月 6，1
0日黒灰色煙を噴出.
1
9
5
3年 1
0月24，29日:小爆発.西側山腹の噴気地帯
に小火孔新生(山頂の西約200m). 火孔の南約
6km の新那須部落まで少量の降灰.
1
9
6
0年 1
0月 1
0日ごろ:小爆発.北西山腹の噴気地帯
に直径 2-3mの火孔新生 (
1
9
5
3年に爆発し
ケ刷、A
M
た火孔の北約 50m). 火孔付近には人頭大の噴
石を飛ばし，火孔の北 800mまで少量の降灰.
以後数日間小活動続く.
Fig.5 において，地震回数の極大が現われたときが 3
回あり，その時期は上記の噴火活動に大体合致する.こ
初勿みん;
2
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槍ー鵠9 司
gム匂//
のことは，那須山付近の地震帯が，火山の表面活動ない
しは火山体と何らかのつながりを持っていることの一つ
の証明になるものと考えられる
さらに，地震回数の極大値が現われた年について，月
0
別の地震回数を調べでみると (Table3
)，地震活動は噴
火にいくらかづっ先行していた.すなわち，
1
9
4
3年の
場合には約4か月， 1953年には約 18か月または約 3か月，
1
9
6
0年は 1
0月 3日に 6回の地震が群発しており，
これ
，は噴火の約 1週間前に当たる.ただし，地震の群発度の
Fig.4 Upper diagram D
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s become shallowertowardsNasusan.
大小，地震の大小，あるいは，地震の群発期と噴火との
時間的づれの長短が，噴火の大小 t
こ関係しているかどう
かは，今のところわからない.
ここで，特記すべきことは，第 1回目の地震回数の極
大が現われた年には，この地震帯内で「田島地震J
(
1
9
4
3
年 8月 1
2日)が起こったことである.同地震はがけく
ずれ，壁のはく落などの小被害を出したもので(マク寸ニ
-.4 ー
2
7
3
105
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Ju.
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1952
1953
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1960
1
1
O
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O
O
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チュード:6
.
1
)尺
同年内に約 40回の余震が観測され
回以上)， 1
9日 (
2
6
0回以上).
1
9
6
1年 1月 4，
.
.
.6日 (
7
0
0回以上)•
た7人この余震回数を除いても，この年の地震回数は平
しかも，この群発期以外には，火山性地震がほとんど
年よりやや多いのであって，極大値が現われていること
おこっておらず，とくに， 1961年 1月中旬以後は地震が
に変りはない.
一方，過去の記録によれば尺
1648，
.
.
.5
1年(慶安年中)，
1
6
1
1年(慶長 1
6
)，
1
6
5
9年 ( 万治 2)， 1
6
8
3年
極度に減づた. Fig.6 は観測された火山性地震の日別ひ
ん度である.石本・飯田の統計による地震の振幅 A と
この付近でおこった.これらの地震に関連して，那須山
ひん度 N との聞には，いずれの群発期においても
NA3・2二 c
o
n
s
t
.
の表面活動に変動が現われたかどうかはわからない.し
が成り立った (
F
i
g
.
7
)
. これは，震源が非常に浅い地震
かし，震災予防調査会報告によればへ
として考えられる式である.
(天和 3)，1821年(文政 4)にも被害を出した地震が，
「那須山は 1846
また， 1960年 1
1月 2
9日
，
.
.
.
.
.12月 24日の地震について，
年(弘化 3) の爆発以来，噴煙が絶えなくなり，有名な
活火山となった」むね記されており，このころから那須
p，
.
，
s時間のひん度は" 0.3，
.
.
.
.
.
1
.0秒が多く，
0
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、
D
e
c
.
l.
1
9
6
0
るよしもない.
~
4
. 那須山体内の小地震
1960年の噴火後，那須山の中腹(那須鉱業所， 3
70
8
'
0
3
9 59'E，山頂の東北東1.3km，活動火干しからの距
N，1
0
離1.5km) で，宇都宮地方気象台により
地震計(常数
二
0.5秒に最
)
7
0
0
除
HH
いるが 1
0〉，あまり古いので，その時の小地震の詳細は知、
，v
2
0
H
年(弘化 3
)，1
8
8
1年(明市 1
4
) に爆発の記録が残されて
k
(応永 4)，1408年(応永 1
5
)，1410年(応永 1
7
)，1
8
4
6
叫・・い
f
u
，
，
、 n
川・円山
1397年
L
a
m
-川川
那須山は，前記した 1943年の噴火以前には，
，
‘
山の活動型体が変ってきたとも考えられる.ちなみに，
~.ア l 一
Dec.20' J
卸1.19
6
1
凪
J
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l
:
2
0
Fig.6 D
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tt
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， 1
.5km
Nasusan Seismograph S
t
a
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n
fromt
h
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c
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iv
.
ev
e
n
t
.
56型高倍率
V=320， To
=1
.O
s
e
c，r=0.12mm， v
7，E-W component) を用いて，火山性地震の観測が
N
始められた.同年の爆発は 10月 10日ごろで，地震観測
が始められたのが 1
1月 2
9日でゐる.
爆発後 1か月余を過ぎて.いたが，小地震がたくさん起
@
こっていた.地震は振幅が数 μ 以下の非常に小さなも
ので，白河はもとより 3 どこの気象官暑の地震計にも記
録されなかった.ときどき欠測したり，地震計が不調の
ときがあったが，それでも次のような顕著な群発地震が
観測された.カッコ内の数字は地震回数である
1960年 1
2月 1
0，
.
，1
1日 (
1
5
0回以上)， 1
3，
.
.
.1
4日 (
1
1
0
- 5ー
一一一
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μ
1
J
.
)
却
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I
I
3
0
1p一一一-3~.O--
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n between frequency o
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l earthquakes (N) and maximum
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)i
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.
μ，
observeda
tt
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eNasusan
Seismograph S
t
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n
. NA3・2=const
.
1
0
6
那須山付近の地震と火山活動一一田中
大がある (
F
i
g
.8
)
. 震源が非常に浅いとして，大森係数
4
01
I
を 2-3くらいと考えると，震源は 1- 2km くらいし
ν
か離れておらず，
これは，
ほぼ火口までの距離にあた
る.
~ 5 那須山付近の地震帯でおこる地震の発震機構
(とくに田島地震について)
気象官署で地震観測が始められてから，那須山付近の
Fig.8 Frequency d
i
s
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r
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b
u
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i
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n o
f p
-S. of
v
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learthquakes，
observeda
tt
h
e
NasusanSeismographS
t
a
t
i
o
n
. (Nuv. 2
9
，1960)
-Dec. 24
。
』
地震帯でおこった最大の地震は田島地震(発震時:1943
年 8月 12日 13時 50分，震央 :37.3N， 1
3
9
.
8E，深
0
0
さ:15km) であった.この地震の発震機構については，
F
i
g
.9
)
.す
高木博士 10によって，くわしく調べられた (
なわち，震源域は 26km，初動分布は非対称押円錐型で，
∞
5 km
0p
し→.
.
.
.
.
:
2
.
初動分布の主軸が鉛直と 60。北へ傾いている.田島付近
の 15km ぐらいの深さの所に，直径 26km ぐらいの
magmar
e
s
e
r
v
o
i
rがあり，それは初動分布の傾き 6
0か
0
らちょうど那須火山の方へ延び上っているというのであ
る. これを Fig.4 と比較すると，地震の起こっている
領域が，上記の magmar
e
s
e
r
v
o
i
r の形とよく似ている
e
s
e
r
v
o
i
rが深さ約 20kmより上部にある
この magmar
として，モの体積を推算すると約 10X103km3となる.また，
Fig.4から求められる震源域の体積は約 30X1
03km3で
，
e
s
e
r
v
o
i
r の体積の約 3倍にあたる.
これは magma r
すなわち，地震は多くのものが magmar
e
s
e
r
v
o
i
r の外
で起こっていることになる.また，震源域は約 45-60
0
の傾きを以て那須火山の方へ延ひ、上っていて
magma
r
e
s
e
r
v
o
i
r の傾きとよく似ている.
e
s
e
r
v
o
i
rの中で起こった E
この田島地震は magmar
考えられるが，その原因について，上記高木博士は「岩
しよう爆発J説を取っ。ておられることを付記しておこう.
地震が起こる場所が magma.
r
e
s
e
r
v
o
i
rの内か外かによ
A
って，その発震機構に差が現われるかもわからないが，
この付近の地震は一般に小さいので，明瞭な初動分布が
求められないのが残念である.上記田島地震の余震では，
資料不足ではあるが，本震とよく似ているものもあり，
また，象現型としても説明が付きそうなものもあった
(
F
i
g
.
1
0
)
.
~
Fig.9 D
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r
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b
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l， 0 :push) and i
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Nasusan， c
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c
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l
a
t
e
d by the earthquake
o
fAug. 1
2，1943，(afterDr. Takagi)
6
. むすび
地下 20km付近は， magmaが生成されたり， magma
r
e
s
e
r
v
o
i
r が存在してもよい深さであって，こうした所
の地震は，火山活動と密接な関係を持つはずである
那須山の場合，こうしたやや深い地震源に magma
r
e
s
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r
v
o
i
r があり，那須山の方向に延び上っていて，火
- 6
ー
2
m
験震時報
竹g
f
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吻
27 巻
107
3 号
問
￨
竹
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ωq28，h/743h
n.31/
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l，0:push，・ :'unknown
NewS
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，7 (
1
9
6
0
)，994-997.
山の活動源になっている.さらに，火山体内の浅い所
c) G. S
. Gorshkov:G
i
g
a
n
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i
c Eruption o
ft
h
e
(多分，火口付近)に噴火に直接関係のある活動源があ
，
u
l
l
.V
o
l
c
a
n
.，
VolcanoBezymianny B
り，ここでは噴火に直接関係の深い小地震がたくさん起
S
e
r， I
I，20 (
1
9
5
9
)，77-109.
こっている模様である.
d) 根本忠寛:Bezymianny 火山の大噴火，地学雑
参考支献
誌
， 7
1(
1
9
6
2
)，31-33.
3
) 気象庁:日本付近の主要地震の表 (
1
9
2
6
年 -1956
1
) たとえば
年)，地震月報別冊 1， (
1
9
5
8
). 9 -
a) 水上武・佐久間修三・茂木清夫・平賀士郎:噴
1
0
.
火と火山に発生する地震との研究(第
3報)，火山 2集
， 4(
1
9
6
0
)
'
， 133-
4
) 3
) と￨司じ.
1
51
.
5
) 中央気象台(気象庁気象要覧および地震月
b) Kizawa T
.
A Study o
f Earthquakes i
n
報.
R
e
l
a
t
i
o
nt
oVolcanicA
c
t
i
v
i
t
y(
I
I
I
)，
6
) 気象庁:日本付近の主要地震の表，地震月報別冊
Pa
ρ.Met. Geophys.，11 (1960)， 30
1" (
1
9
5
8
)，5
3
.
7
) 中央気象台:気象要覧 (
1
9
4
3
) に余震と記されて
-96.
いるものだけについての回数.
c) 安井豊・東谷幸男・野田義男・利光貞夫:昭和
30年 1
0月 1
3日以降の桜島火山爆発と
8
) 武者金吉:今市地震と鬼怒川地震帯，験震時報，
A型地震の関係について，験震時報，
15 (
1
9
5
1
)，61-64.
9
) 震災予防調査会:震災予防調査会報告， 86(
1
9
1
8
)
.
25 (
1
9
6
0
)，25，
:
，
"
，2
8
.
1
0
) 9
) と同じ.
2
) たとえば
a) J
.P
. EafonandK
.J
. Murata:How Vol-
1
1
) a) 高木聖:地震学 (
I
I
I
)，気象庁研修所 (
1
9
5
8
)，
197-200.
c
i
e
n
c
e，132 (
1
9
6
0
)，
canoesGrow，S
4報)，験震時報
b) 高木聖:震源(第 1
925-938.
(
1
9
5
5
)，71-75.
b) D. H. R
i
c
h
t
e
randJ
.P
. Eaton:The
Eruption o
f Kilauea Volcano，The
一7
ー
19

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