防災科学技術研究所研究報告 第53号 1994年3月 富士鳴沢火山活動観測施設における傾斜変動観測 鵜川元雄＊・熊谷貞治＊＊ Gro㎜1d Ti1t Change Observation at Fuji−Namsawa Yo1cano ObserYationa1Station By Motoo UKAWA＊and Teiji KUMAGAI＊＊ ＊・榊M〃0〃α1他∫6ακ〃〃∫肋肋力7肋γ肋S枕κθ伽ゴ〃∫α∫伽P榊θ〃ガ0〃 Abstmct Boreho1e type ti1tmeter was instal1ed at Fuji−Narusawa volcano observationa1 station，which is1ocated at lO km from the summit of Mt．Fuji in NNWdirection，for the purpose ofvo1canic eruptionprediction study ofMt．Fuji．The depth oftheti1tmeter is201mfromgroundsurfaceandsettingofitintotheboreho1ewasdoneinDecember 1991．The data have been recorded on analog monitoring charts since the insta1lation and digita1ly on floppy diskette since August1992．The digital data for about one year show that drift is6．7μrad／yr in NS component and5．0μrad／yr in EW component． Apparent amplitude of the earth tide is approximetely0．15μrad on the both compo− nents，being comparable to those at in1and tilt stations for earthquake prediction study．In order to estimate minimum detection level of ti1t change associated with vo1canic activity of Mt．Fuji，fluctuation of tilt change was evaluated for one year since August1992．Tilt data processed with24−hour−moving−average show severa1 steep changes ranging from0．1to0．15μrad．Some of them were caused by rainfalls with precipitation of about loo mm／day，and one by a felt earthquake．Another four cases were probably caused by instrumental and／or site effects．By considering these fluctuations as back−9round noise in the usuaI period，ti1t change exceeding at1east O． 2μrad is expected to be detected as an abnormal crustal movement，if another tilt data in Mt．Fuji region is available to distinguish tilt change caused by volcanic activity from instrumenta1andsite effects．Magmatic activitywhichcausesti1tchange ofthis detection leve1was examined in two cases，that is，dyke intrusion and spherica1 magma chamber mode1s． Key words：vo1canic eruption prediction，Fuji，ti1t キーワード：噴火予知，富士山，傾斜変動 ヰ防災科学技術研究所 地震予知研究センター ＊＊同 地震予知研究センター 火山噴火予知研究室 一35一 防災科学技術研究所研究報告 第53号 1994年3月 1．はじめに 防災科学技術研究所では，活火山であり噴火の社会的影響の大きい富士山の火山活動を調 査・研究するために，火山活動観測網の整備を進めている．この計画の第1期においては， 短周期と長周期の地震計による広帯域地震観測と孔井式傾斜計による地殻変動連続観測を主 体とした観測点を富士山周辺に数カ所設置する．第1観測点が富士山の北北西，山頂から約 10kmの地点に平成2年度から4年度にかけて建設され，観測が開始された．ここでは第1 観測点（観測点名，富士鳴沢火山活動観測施設；観測点コード，FJN）で約1年問観測され た傾斜変動の特徴について予備的な調査を行ったのでこれにっいて報告し，これを基に検出 可能な地下のマグマ活動を検討する． 2．観測の概要 富士鳴沢火山活動観測施設（緯度3514431．N，経度138．6939．E，標高1250m）の位置を図 1に示す．設置されている計測器は，短周期地震計と傾斜計が一体となった孔井式地殻活動 観測装置（アカシ製JTS−2型）とSTS−2型広帯域地震計，及び雨量計，気圧計である．こ の傾斜計は地震予知研究のために防災科学技術研究所により関東・東海地殻活動観測網に設 置されている孔井式傾斜計（佐藤ほか，1980）と同じものである．地殻活動観測装置は深度 203mの観測井に、またSTS−2型広帯域地震計は深度6mの観測坑井に設置されている．各 計測器の設置時期は，地殻活動観測装置（短周期地震計と傾斜計）が1991年12月，STS−2 型地震計が1992年3月，雨量計が1990年12月，気圧計は1993年1月である． 傾斜計の設置深度は201mで，関東・東海地殻活動観測網の傾斜観測点での設置深度（約 100m）より深い．設置点の地質は，古富士の最上部のかんらん岩輝石玄武岩質の溶岩である （宮地，1993私信）．地表と傾斜計設置点の問はスコリアと溶岩の互層である．観測井はケー シングされ、孔壁とケーシングの問にはセメントが充填されている． 傾斜計により観測された信号は，1993年2月16日までは現地にて記録・収録され，1993年 2月26日以降はNTT専用回線を用いたテレメータによりつくばに伝送され，記録・収録さ れている．記録・収録の状況を図2に示す．1992年8月17日までは，打点記録計（横河μR −180）による可視記録のみ，それ以降はディジタルデータ収録装置（TEAC DR−F1）により， サンプリング・レートO．1Hz，分解能14ビットでデータを収録した．1993年3月以降は， テレメータによりサンプリング1Hz，分解能16ビットで伝送されたデータを下位12ビット のみD／A変換器で再びアナログ信号に戻し，それをDR−F1に収録するという便宜的な方法 で収録している．なお，1993年2月から3月にかけて，テレメータ化に伴い約1ヶ月問断続 的な欠測期問がある． ここでは主として，DR−F1によるディジタルデータのある1992年8月以降のデータにつ 一36一 富士鳴沢火山活動観測施設における傾斜変動観測一鵜川・熊谷 Li」委邊県 百嵩 精進潮 曾 富士吉田市 本栖潮 F J N 砂 eく≒ o 、 ⑰ ㌧’ ’一 』 ◎Q 山中湖 峨 ○ さ 富士山 1屯 00 0φ 室永火口 l O k m 図1 富士山鳴沢火山活動観測施設の位置 Fig．1 Location of Fuji−Narusawa volcano observetional station（FJN）、 a．1991／12／26∼1991／8／17 JTS−2 μR−180 25㎜／時聞 b．1992／8／17∼1993／2／15 c．1993／2／26∼ テレメータ テレメータ 送量装置 受量装置 D／＾ 12bit μR−180 25㎜／時問 16bit， 1Hz DR−F1 14bit，O．1Hz 図2 傾斜変動観測データ収録ブロック図 Fig．2 B1ock diagram showing aquisition of ti1t data． 一37一 防災科学技術研究所研究報告 第53号 1994年3月 いて報告する．DR−F1の分解能は0．ユ5mV／bitであり，これは7．3xlo■9μradに相当する が，実際には収録時に±1×10■7μrad程度に相当するランダムと思われるノイズが混入して いる．このノイズを除くため10分問の中央値を60個のデータから計算し，これを基にして 傾斜変動の特徴を解析した．以下においてディジタノレデータはこの10分値データを指すもの とする．またDR−F1はフロッピーディスクにデータを収録するため，約1ヶ月に1回フロッ ピーディスク交換のために数分問の欠測が生じている． 1時問程度より短周期の変動については，10分値のディジタルデータを用いることができ ないので，打点式記録計に記録された可視記録を調査した．また雨量と気圧データについて は現在ディジタルデータによる収録がなされていないので，これらについても打点式記録計 のデータを用いた． 3．傾斜変動の特徴 3．1 ドリフト 1992年8月17日から1993年8月16日までの約1年問の傾斜変動データについて24時 問の移動平均を施し（今後このデータを日平均値と呼ぶ），地球潮汐等，1日より短い周期の 変動を除いたデータを図3に示す．ボアホールヘの傾斜計設置から約1年問経過しているの で，ドリフトはかなり安定してきていることがわかる．南北成分は，この期間，北下がりの ほぼ直線のドリフトを示し、その値は約6．7μrad／年である．ただし，1993年6月8日に発 生したステップ状の変化後は，ドリフト量は約2．1μrad／年（1993年8月の値）に減少して いる．東西成分は，西下がりのドリフトであるが，その量は時問とともに次第に減少してい NS ＼ イ 、．。〆パ r∼／ ！ ／ ＼ ＼ ／プ 1葦 〉＜∵ ㌧1舳 ／ ！ ／ ＼ 互1〃・d4、 ＼ ＼ へ ∩UG SEP OCT N0） DEC J∩ト」 FEB 卜1RR ∩PR r’1∩Y JUN JUL ∩UG ！992 ！993 図3 FJNで観測された傾斜変動日平均値 Fig．3 Daily averaged tilt change observed at FJN・ 一38一 富士鳴沢火山活動観測施設における傾斜変動観測一鵜川・熊谷 る．1993年1月以降は約5．Oμrad／年である． 関東・東海地域地殻活動観測網の傾斜観測点のドリフト量と比較すると，関東・東海地殻 活動観測網では約70％の観測点で東西・南北両成分とも3μrad／年であり（関口ほか， 1989），FJNのドリフト量は比較的大きいといえる． 3．2 地球潮汐 1ヶ月問の傾斜観測データを1993年4月と7月について図4に示す．最も顕著な変動は地 球潮汐で，そのみかけの振幅は最大0．15μrad程度である．関東・東海地域地殻活動観測網 の傾斜観測点の観測値（関口ほか，1989）と比較すると，海洋潮汐の影響の少ない内陸の傾 斜観測点（例えばENZ，YMK）の値と同程度である． 3．3 降雨の影響 1992年10月から1993年8月のデータにっいて，ドリフトを目視により直線で近似して取 り除いた日平均値を日雨量（日別積算雨量）とともに図5に示す．南北成分には，日雨量が 100mmを越える場合に，南下がりに0．1∼0．15μrad程度の明瞭な変動が見られる（図5に R2，R3，R5と示す）．また日雨量は100mmを越えないが，雨量の多い日が続いた1992年 10月と！993年6月から7月にかけても降雨の影響と考えられる変動が見られる（図5に R1，R4と示す）．東西成分にもこれに対応した変動が見られるが，その値は0．05μrad程度 かそれ以下であり，南北成分より降雨の影響を受けにくいことがわかる．図5の時問軸を拡 大したものを2つの期間について図6に示す．降雨の影響は数日から10日程度で回復するよ うである． 3．4 気圧の影響 気圧データは打点式記録計による可視記録のみであるため，気圧変化と傾斜変化の相関の 解析は行わなかった．今後，全ての観測量がディジタルデータとして収録されたときに解析 する予定である． 可視記録上で判別可能な1時問以内程度の短周期の気圧変化に対応する傾斜変化はほと んど観測されていないが，1993年9月4日の台風14号の通過時に卓越周期数分程度の気圧 変化に対して傾斜南北成分が気圧と同様の変化をした．図7に記録を示す．気圧の振幅は 1∼2hPaで，対応する傾斜変化は1∼2x10■8radである． 3．5 地震の影響 地殻変動の観測において，地震時にステップ状の変動が観測されることがあり，原因とし て観測点近傍の地盤から計測器まで含めたローカルな影響を受けるためと考えられている 一39一 防災科学技術研究所研究報告 第53号 1994年3月 1レ 、仰、、舳、へ一／ルwル 二I二 ℃ 向 』 ミ N ■ o ㍉ ↓、、、 ㌣∼小 1 3② 2⑰ 11≡〕 ∩pr11 19■93 1へへ人1wル洲〃 で 耐 』 斗 N ． o 1 2⑦ 1② 30 1刊ay コー993 図4 1993年4月と5月の傾斜変動10分値データ．Eは地震によるステップ Fig．4 Tilt change data of10−min−median va1ue for April and May1993− Astep1ikechangecausedbyanearthquakeisindicatedbyE． 一40一 富士鳴沢火山活動観測施設における傾斜変動観測一鵜川・熊谷 l1．・・… R5 、パ∴パ、“ T へ〃 ノ ℃ 耐 』 ミ 岨 ． o M NS へへ〃㌧ T ブrド ■ O ① 』 ∼ 0CT N0■、、’ DEC JnN FEB r・lRR ∩PR 『’1ρY JUN 1992 ユ993 JUL ∩UG E E o 〇 一 図5 ドリフトを6．7μrad／年（南北成分），5．oμrad／年（東西成分）で近似 し，除去した日平均値．日雨量を棒グラフで示した．Tはテレメータ に起因する観測の中断． Fig．5 Dai1y averaged ti1t change from which drift component is removed by assuming1inear drifts of6．7μrad／yr for NS and5．Oμrad／yr for EW．Daily precipitations are indicated by vertica1bars．T indi− cates interuption of observation due to trouble of the te1emeter． （岡田，1980）．富士鳴沢火山観測施設の傾斜変動データでは，図4に示した期問においてO．1 μrad以上のステップ状の変動を生じた地震は，1993年5月21日11時36分に発生した茨城 県南西部の地震（M5．4，富士鳴沢火山活動観測施設から東北東に約8km離れた河口湖で震 度II）のみである（図5にEとして示す）．この傾斜ステップは南北成分にのみ見られ，東西 成分には0．01μrad程度の分解能のある打点式記録計のモニター記録によっても地震による オフセットは見られない．河口湖で震度がII以上の地震は，この期間にこれを含め8個あっ たが，これ以外には0．1μrad以上の傾斜ステップは見られなかった． 3．6 その他の傾斜変動現象 傾斜変動の日平均値（図5）に現れたO．1μrad程度の顕著な変動で，降雨や地震と関係が 無いように見えるものが4回ある．図5にX1，X2，X3，X4として示すもので，X1は1992 年11月4日，X2は1992年12月30日，X3は1993年2月14日，X4は1993年6月8日に 発生している．打点記録計に記録されたこの変化を図8に示す．X1とX2は良く似た傾斜変 一41 防災科学技術研究所研究報告 第53号 1994年3月 NS 〈w“ ’ ）へ一へ’ へ i い、1d・1・ 雨 』 ミ N o ■ ］二 EN 戸∼！v＼＾」 ㌧ ・ O ① 』 ＾ 一 匡 巨 o o H ユ mY ρPR工L ユ993 1・一・・… NS ／、∴＼ト！ヘヘーJへ R5 X4 T T El＾1 ℃ 巾 』 ミ N ■ o ㌧ノーノ㎞「へヘノ ． O ① 』 ｛ 一 ∈ E o o H ！ JUNE 1 JULY 1993 図6 ドリフトを除去した日平均値と日雨量．1993年4月15月については 図5と同じドリフト量を仮定，1993形6月，7月については2．1μrad／ 年（南北成分）と4．5μrad／年（東西成分）を仮定． Fig．6 Dai1y averaged ti1t change without drift components． 一42一 富士鳴沢火山活動観測施設における傾斜変動観測一鵜川・熊谷 SeP1 9． 1993 1・9h0・・ o o 一1菜； I〒甘1「rr． ・＝一仙01｝1＿ ・・、＝一‘’ ‘＝r・’’讐罰 ・・j ト U 一一u‘（）・一 ’ ’ 仰 ’・ ‘‘ 03r ．苫＝ ！’’巾盲）｝ ‘㍗’、閉’■’ い 1 1 1 −1■ ・’一；’＾．・ ㌧、．、〃＾ゴ r“㌦㍗．1 肝伽■■1 い1．’’ 一 ■ 一 一■ 」』T11t−Er 一．＿一．＿＿＿．一．」■」 T11t−EW一 心一コ1 。1一一一 ■ ■ ・ ‘、 ．o’ ■’’’ ■一 一 ’ 一一一 ’’1一二’一一 〇’・． ド 與 一 ’’，・：1 一 ’ ．o．＿．、． ■ 一n『｛沢． 1−I“Iu’ 一 1 』』一 ’・戸■■1 ’ ・ 一 ‘ 一・1’’’1’ k鵜｛ ■ 一i’，｛ 一 一一■ 。；．一 一 ’ “一． J・＾㎞ ， ’ ｝一，｝． ■ 一 1一 凸一 一 ・’ ．山一’＝’● 1，j ■’ 一 ’ 11一 一一 1 ・ ム上一二 ｝ 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ステップ状の変化が，X3では約2分間に，X4では約5分に発生している．X3，X4ともに 南北，東西両成分に変化が現れているが，その向きはX3は南西下がり，X4は東北下がりと 逆である． X1，X2のような1∼十数時間の時問幅の特徴的な傾斜変化は，この他にも日平均値では 検出されないものが，打点式記録計には数多く記録されている．変化の形状は相似形に近く， 典型的には30分程度北西下がりの変化をした後，数時間かけてもとの値に復帰していく．あ る場合はこの変化が1回だけ現れ，また他の場合はX1やX2のようにこの変化が連続的に 発生する．このような変化は，設置直後の1992年前半には振幅が0．2μradを越えるものも 一43一 Fig．8−a．X1Nov，3−4．1992 ■1■ 1 ■’一I ．＝6 ’… ■1 1 ■1 ’’ ア’＼ ｛ iI−1﹂． ， ■ ■ ’ I1■1 ■■1■ ■ 」■1’1■■ ■ ■一I I 仙 ＝＝二’蜆 1■■一 ■ ト i’⋮■ ■r 11 1■ 一1一一 一1−1■1−1二■ 1 ■■⊥ ■1■’ 「■ ■ ■■■ 『’ 了丁1’ 岨1■’’「 ■ ■’■ ■ ■ 一’一 ， □ ■ 止 1■ ＾1＿ ’へ ：一「 NS 旧 ■ 竺『閉 1 1 I ㌧■一．．． 、⊥一 L貝二」 1聰帆・11・ Fig．8−b．X2Dec．30．1992 ．＝二 ’」’’■＝ 一一■■一1 土 ．L ’o’11’ 二二 ■■1＾1 ’一…1’’■’’’ ■ 1 I ■ 一8一・一一 1111■ 一’■．一 ’一■ ■■一一■ ■1■ ． 一 ■ I ’ ．Ti1t−EW ユ・｝』． r．十』 ’I■一’一 L 1 ■■■■ ’’’111… ’一司 11一■ ■■‘1一 †■ 下一 ’1−1 」．一 o 1l1一 、≡． 一■一一’ 一一＿」』 ⊥ 一 1 一■ ■ 。’ ’、∼｝、 ← ■’■’’1■’ ＝二丁 ■■ ■一二1■＝■ 11■’」 ＝■二 o’ 吊 I’’■’一 1■1■ ■ 11 ■L1 ＿：二H 昌 岩一一 一■■■ ξ一 ■一■’ 1’ 一 → 目I ’’一＝ l l■’一■■ 二＝ ！ ＝老 一 ＼ 」■’■ ＾4一’ ’ 1一‘ ’ 三 ’、 ， 一一＝＝ト｝ Ti1t−NS．． 』■ Ol 』 Dec． 44 、2二 ’ 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減少していることから，設置にともなう計測器やケーシング，ボーリング孔，周辺岩盤等の 安定化の過程の現象と考えられるが，実際に何が原因となっているのかは不明である． X3やX4のようなステップ状の変化はこれら以外には検出されていない．このようなス テップ状の変化の原因も現状では不明である．X4ではこれを境にドリフトの量が変化して いるが，ドリフトの原因が傾斜計白身あるいは観測井など計測器の極近傍にあるとすると， このような変化も計器の設置にともなう現象であり，広域の傾斜変動ではないと考えられる． 一45一 防災科学技術研究所研究報告 第53号 1994年3月 これを実証するには，複数の傾斜計を富士山周辺に設置し，変動の様子を比較することが必 要である． 4．傾斜変動異常の検知可能レベルと対応するマグマ活動 定常的な傾斜変動の観測値から傾斜異常変動の検知可能なレベルを推定し，この検知レベ ルがどの程度の大きさの地下のマグマ活動に対応するのかを検討する．このためにはマグマ の活動をモデル化する必要があるが，ここではダイク貫入と球状マグマ溜まりの圧力上昇の 2つの場合を考える． 4．1 傾斜変動異常の検知可能レベル FJNでの傾斜変動観測データから，火山活動に伴う傾斜変動の異常を検出する場合の限界 値を考察する．この際，異常検出に対して障害となる傾斜変動の要因としては，地球潮汐， 降雨，気圧変化，地震によるオフセット，観測点近傍あるいは観測計器の異常，計測器のド リフト等が考えられる．どの程度の傾斜異常変動まで検出できるかは，その異常変動の量と 変化率によって異なる．また観測点近傍あるいは計測器自身の異常かどうかの判別には複数 の観測点が必要である．ここではマグマの上昇に対応するであろう1時問∼数日の時間幅の 現象に対応する傾斜異常変動を検知することを考え，また複数の観測点により観測点近傍あ るいは観測計器の異常は判別できると仮定する． 異常検出の障害となる要因のうち，地球潮汐は予測できる．1日から数日の傾斜変動の様子 は，今回の観測の様子は図6からわかるが，主として降雨の影響を受けながら変動し，その 変動幅は0．1μrad程度である．本来降雨や気圧の傾斜変動に与える影響は経験的に補正して 小さくできるものであるが，ここでは気象による変動を越える異常を検知できると考え，検 知レベルとして0．2μradを採用する． この異常変動検知レベルは便宜的なものであるが，地球潮汐やこれまでに観測された地震 に伴うステップ状の異常も，0．2μrad以下であるので特に異常を検出するための信号検出処 理をしていない段階としては，やや大きめの値であるが妥当なものであろう．将来，全ての 観測値がディジタル処理され，気象による影響などの補正が即時に可能になれば，O．1μrad 以下の変動を異常として充分検出できるようになろう． 4．2 ダイクの貫入 検出可能なレベルに対応するダイクモデルを考察する．ダイクモデルとしはて，富士山山 頂直下に水平方向の長さ5km，深さ方向の長さ5kmの矩形ダイクが垂直に貫入する事を考 える．ダイクの走行は側火口の配列方向であるN40Wを仮定した．ダイクの先端の深さが， 15km，10km，5kmの3つの場合について，地表で観測される傾斜変動をダイクの厚さの 一46一 富士鳴沢火山活動観測施設における傾斜変動観測一鵜川・熊谷 関数として計算した．図9にダイクモデルの概念図と傾斜変動の例を示す．図10にはダイク の厚さに対する富士鳴沢火山活動観測施設での傾斜変動を示す．傾斜変動異常検出の下限の 0．2μradに対応するダイクの厚さは，深さ15−20kmのダイクの場合は約50cm，深さ10−15 kmの場合は約25cm，深さ5−10kmでは約10cmである． 富士山直下では深さ10∼20kmに低周波地震が発生し（鵜川，1992），深さ20km以深に 地震波速度の小さい領域が見つかっている（Lees and Ukawa，1992）ことから，マグマ溜ま りは深さ20km以深にありマグマはこの深さから地表まで移動して噴火に至る可能性が高 い．5km×5kmの矩形ダイクを考えると，深さ20kmでのダイクの貫入を検知できるダイ クの厚さは50cm程度以上になる． 4．3 球状マグマ溜まりモデル 別のマグマ活動モデルとして球状マグマ溜まりの内部圧力が上昇する場合を考える．これ は桜島の活動に対して，茂木により適用されたものである（茂木，1958）．深さfに半径aの マグマ溜まりがある時，マグマ溜まり内の圧力変化Pによって水平距離rの地表での傾斜変 動は，次式によって表される（横山・荒牧，1979）． 35．5N 。必 。．い 2．Oμ・・d F J N q ・。 ／ノ1＼べ 今 吻 工㌦、。 depth→ MゴW E 5伽 35．4N ！ “、チ ベ Di ke modeI Thickness＝1m 35．3N DcP1hr・ngc・5−1Ok． 138．6 E 138．7 E 138．8 E 図9 ダイクモデル（左）と最大傾斜変動の分布． Fig．9 Dyke mode1for evaluating of magmatic activity corresponding to the detectable leve1of tilt change（left）and example of the maxi− mum tilt change due to the model with1−m−thick dyke． 一47一 防災科学技術研究所研究報告 第53号 1994年3月 l O ○ う、が 耐 〆 ！ ㌔“ ミ 紳 パ㌻！1 ／／ 1 ．／ 水が ∈ ／ コ ∈ ■ × ／ ○ 凄 ／ ／ O．2μrad ／ ／ O．1 1O0 200 ’rhickncss of dil｛c， cm 図10 ダイクの厚さと傾斜変動の大きさ． Fig．10 Maximum tilt change as a function of dyke thickness． 傾斜変化量＝（9／4）（a／f）3（P／μ）ξ／（1ξ2）5’2， ここに ξ＝r／f． マグマ溜まりの深さで規格化されたマグマ溜まりの半径a／fを一定値（0．05）と仮定した ときのマグマ溜まりからの水平距離が10kmの地点での傾斜変化量を，周囲の岩石剛性率μ で規格化した内部圧力変化P／μに対して図11に図示する．マグマ溜まりの深さが，10 km，15km，20kmの3つの場合について図示したが，a／fを一定とするとξ＝O．5で傾斜 は最大となるので，rが10kmの場合はマグマ溜まりの深さが20kmのときに傾斜量が最大 となる．012μrad以上の傾斜変化を引き起こすには，周囲の岩石の剛性率の約O．O02倍（f− 20km）からO．O04倍（f・10km）以上の圧力変化が必要である．これは剛性率を300kbar とすれば，O．6∼1．2kbarに対応する．このモデルでは，噴火を引き起こすマグマの余剰圧力 が通常どの程度であるかわかっていないので現実との対比が困難である． 一48一 富‡鳴沢火山活動観測施設における傾斜変動観測一鵜川・熊谷 10 a／r・o．05 ／ 2：radiusor而舳achambcr ／ r：dcp〕1Or皿agmacha1nl〕or ／ l〕：cx㏄ssProssurcormaEmachal1ibor ／ μ1 rigidity o『 surroundiI1罠 rock ’o ■ 斗 ／ 一 1 ／ ガ。 ■〆 ← ■ 、ダ ／ ＼ O．2μrad ＿∴ ／ ／ O． 001 O．O l O．1 P／μ 図11 球状マグマ溜まりモデルによる傾斜変動 Fig．11 Ti1t change caused by the spherica1magma chamber modeL 5．結 論 FJNに設置されている孔井式傾斜計（設置深度201m）で観測された約1年問のデータを 基に，傾斜変動の特徴について予備的な調査を行った．その結果，次のような特徴がわかった． （1）地球潮汐の振幅は約O．15μrad，数カ月より長期のドリフト量は南北成分が約6．7μrad ／年，東西成分は5．Oμrad／年である． （2）降雨の影響は，日雨量が100mmを越えるとき，あるいは数日のうちに積算雨量が100 mmを越えるような時に，南北成分にO．1∼O．15μrad程度の変化が現れるが，東西成分へ の影響はこれより小さい． （3）地震の影響としては，茨城県南西部の地震（M5．4，河口湖で震度II）により，O．1μrad のステップが東西成分に観測された． （4）日平均値にO．1μrad程度かそれ以上の傾斜変動として記録された原因不明の変化は4 回ある．そのうち2回は10時問程度の時間幅を持つ変化で，他の2回はステップ状の変化 一49一 防災科学技術研究所研究報告 第53号 1994年3月 である．前者のような変化は設置初期に多く観測されたことから設置条件によると考えら れる． このような定常的と考えられる変動レベルを基にすると，1時間∼数日の時間幅の異常な 傾斜変動は，複数の観測点があればO．2μrad以上あれば検知できると考えられる．この程度 の傾斜変動に対応するマグマ活動としては，山頂直下15km付近に垂直な5kmx5kmの矩 形ダイクを仮定すれば，その厚さは20cm程度になり，山頂直下10∼20kmに半径が深さの 0．05倍の球状マグマ溜まりを仮定すればその圧力上昇は0．6∼1．2kbar程度になる． 今後，データ処理・解析装置の導入と複数観測点の設置が予定されているので，今回の調 査結果を基に異常傾斜変動の客観的検出方法の開発と対応するマグマ活動の即時モデル化ま で可能なシステムの開発を進めていく予定である． 謝 辞 ダイクの貫入による傾斜変動の計算に，岡田義光地震予知センター長による計算プログラ ムを使用させていただいたことに感謝いたします． 参考文献 1）Lees，J．M．and Ukawa，M．（1992）1The south Fossa Magna，Japan，revealed by high resolution P −and S−wave trave1time tomography，Tectonophys．，207，377−396． 2）Mogi，K．（1958）：Re1ations between the eruptions ofvariousvolcanoes and the deformations ofthe gromd surfaces around them．Bull Earthq．Res．Inst．，36，99−134． 3）岡田義光（1980）：ユ974年伊豆半島沖地震および1978年伊豆大島近海地震に伴った歪・傾斜ステップに っいて．地震，33，525−539． 4）関口渉次・島田誠一・大久保正・山本英二・佐藤春夫（ユ989）：1986年地殻傾斜観測資料集関東・東海地 域地殻活動観測網．防災科学技術研究資料（国立防災科学技術センター），No．133，250p． 5）鵜川元雄（1992）：富士山直下の低周波地震活動，地震学会講演予稿集1992年度秋季大会，81． 6）横山泉・荒牧重雄（1979）：火山活動．岩波講座地球科学7（火山），横山泉・荒牧重雄・中村一明編， pp．35−81，岩波書店． 一50一
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