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マグマ活動研究グループでは，噴火発生や活動推移の予測を目指し火山現象のモデル化の研究を，火山活動研究グループと協力しながら実施しています．
噴火による災害を軽減するためには，どのような様式の噴火が生じ，それが時間とともにどのように変化するかを予測する事が重要です．近年の観測機器の発達・充実により，噴火前兆現象を検知した例は増えましたが，噴火の様式やその変化を予測する事は未だ非常に困難です．そのため，過去の噴火を調べて噴火開始過程や推移の特徴を明らかにする事，そして噴火様式や推移過程を支配している物理化学過程を明らかにすることが，火山活動の推移予測を実現するために必要です．マグマ活動研究グループでは，火山噴出物の地球化学的・岩石学的分析，火山ガス・電磁気・地殻変動の観測や室内・数値実験など様々な研究手法を用いて火山現象のモデル化の研究を進めることにより，噴火活動推移予測手法の開発を目指しています．
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阿蘇火山におけるMT法による電磁探査の解析例（左図の十字の位置が測定点）．a）5-6km深度の比抵抗構造．b），c） 活発な噴火を繰り返す中岳火口を通る東西，南北の垂直断面の比抵抗構造．中岳火口直下から北側に傾きながら深部に向かって1Ω・m程度の極めて低い比抵抗を示し，噴火を引き起こすマグマが存在することがわかります． |
マグマ活動研究グループのホームページ
グループメンバー紹介
- グループ長 東宮 昭彦 Akihiko Tomiya
- 主任研究員 風早 竜之介 Ryunosuke Kazahaya
- 主任研究員 中谷 貴之 Takayuki Nakatani
- 主任研究員 新谷 直己 Naoki Araya
- 研究員 岩橋 くるみ Kurumi Iwahashi 出向中
- 研究員 木尾 竜也 Tatsuya Konoo
- 研究員（兼務） Marceau Gresse
- テクニカルスタッフ 松島 喜雄 Nobuo Matsushima
火山噴火の開始および推移メカニズムの理解に向け，地下のマグマ溜まりや火道で何が起きているのかを，主に次のような岩石学的手法で調べています：噴出物中の斑晶鉱物（斜長石や磁鉄鉱など）の累帯構造を分析し，噴火前のマグマの温度・圧力変化や高温マグマの注入過程などを推定；高温高圧岩石融解実験により，マグマ中で起きている化学反応等を実験室で再現し，マグマ溜まりの温度圧力条件やマグマの上昇過程を推定．
私は噴火活動推移予測技術の高度化を目的として，火山ガス研究を通じて噴火発生メカニズムや地下のマグマ挙動のモデル化を行っています．マグマの脱ガスプロセスは噴火活動が爆発的になるか否かを決定する重要なプロセスであり，地表に放出される火山ガスの量・組成は，地下のマグマの状態を反映しています．これらの火山ガス研究から得られる知見と地震や地殻変動等の地球物理学的研究を組み合わせる事で，噴火発生メカニズムの理解を目指しています．
高温高圧実験に基づき，地球内部のマグマや水流体の移動・蓄積過程を調べています．特に，沈み込み帯におけるマントルおよび地殻岩石の加水・脱水反応や，島弧火山下のマグマだまり深度に興味を持って研究を進めています．
火山噴出物の化学分析に基づいて，火山噴火の発生メカニズムを調べています．鉱物中の累帯構造から噴火に先立つマグマプロセス（高温マグマの供給など）のタイミングを制約したり，斑晶鉱物に包有された火山ガラス中の揮発性成分濃度から噴火直前にマグマが蓄積していた深さを推定しています．
火山下におけるマグマ供給系の温度・化学組成の時系列変化，およびそれがもたらしうる火山噴火現象の変化について，火山噴出物中のクリスタルクロット（数十個程度の鉱物の集合）中の鉱物・ガラスの化学組成分析などにより調べています．さらに，最近は，ジルコン中の放射性同位体を使った年代測定から，数十万年程度の時間スケールでのマグマ供給系の形成・再構築の過程を明らかにする試みも実施しています．
火山研究は，地質学的手法や地球物理学的手法，地球化学的手法など多様なアプローチが可能で，研究者によって興味関心の的も様々です．私の場合，それは複雑な推移を辿る噴火の発生過程で，これらを火山地質学的・物質科学的手法を用いて紐解きたいと考えています．とくに，野外での噴火層序の構築と，室内での火山噴出物の丹念な組成および組織解析からマグマの噴出過程を推定することで，噴火事象分岐予測に貢献できるような研究を目指します．
地球物理学と水文地質学を専門としており，火山及び地熱地域を対象に，電気比抵抗探査，地磁気地電流法，自然電位法，CO2/SO2フラックス，リモートセンシング，地下水流動モデリングなどを使った研究を実施してきている．これらの研究を通じ，地下深部（0～5 km）の時空間的変化をより正確に捉え，地質学的イベントを定量的に捕捉できる統合的な手法の開発を目指している．
活動的な火山をモデルフィールドとして，地表面温度や放熱量等の熱学的観測，自然電位や比抵抗構造の電磁気学的観測を行っています．さらに得られた結果を境界条件として数値シミュレーションを行い，地下浅部へ貫入したマグマの放熱過程やマグマ-熱水系の形成メカニズムの研究を進めています．