Understanding the magma system at Taal volcano, Philippines, based on in-situ geophysical observations

基于现场地球物理观测了解菲律宾塔尔火山的岩浆系统

• 批准号: 19KK0084
• 负责人: 熊谷 博之
• 金额: $ 11.73万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-10-07 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19KK0084/
• 关键词: 噴火; マグマ; 地震波散乱; 火山ガス; 比抵抗; 重力; 地殻変動; 火山監視; 多項目観測; 噴火; マグマ; 地震波散乱; 火山ガス; 比抵抗; 重力; 地殻変動; 火山監視; 多項目観測

本研究では2020年にフィリピンのタール火山で起こった噴火に伴い、同火山における地震波伝播構造・電磁気構造・重力・地殻変動・流体組成にどのような変化が起こっていたかを解明することを目的としている。タール火山で噴火前から発生した火山構造性地震の散乱波を用いて、火山島東斜面において浅部マグマが存在すると推定されていた領域における平均自由行程と非弾性減衰の時間変動の推定を行った。この解析においては、散乱波の継続時間を表すエンベロープ幅に加えて、S波の到着時刻とエンベロープ振幅が最大となる時刻との差であるピークディレイタイムを用いて逆問題解析を行った。その結果、噴火の数カ月前からこれらの推定値が系統的な変化を示すとともに、P波の走時変化やCO2ガスの放出量と相関を示すことが分かった。その結果から、同領域において噴火前に均質度が上がるとともに、非弾性減衰が強くなることが示された。これは噴火直前にマグマの粘性が増加したことを示唆しており、2020年の噴火が爆発的な噴火から始まったことと整合している。タール火山島における噴火前の重力値の測定データからブーゲー異常を求めた。その結果、火山島は高重力カルデラ内に存在しており、火口湖の地下にも高密度体が存在する複雑な構造をしていることが分かった。噴火によって被害を受けた観測点の復旧がカウンターパートによって行われた。それらの観測から、噴火前に活発に起こっていた火山構造性地震が火口がある火山島周辺では観測されなくなり、噴火前には発生していなかった微動が観測されるようになった。また噴火前には検出されていなかったSO2の大量放出（数千トン/日）が火口から起こっていることが観測されている。このことは、噴火によりマグマシステムが開放的になる変化が起こり、マグマから大量のガス放出が非爆発的かつ継続的に起こっていることを示している。

This study aims to clarify what changes have occurred in the seismic wave propagation structure, electromagnetic structure, gravity, crustal movement, and fluid composition in the volcano due to the eruption that occurred at Tar Volcano in the Philippines in 2020. Using scattered waves from volcanic tectonic earthquakes that occurred before the eruption of Taal volcano, we estimated the time variations in the mean free path and inelastic在火山岛的东坡上估计浅岩浆的地区阻尼。在此分析中，使用包膜宽度进行反问题分析，该包膜宽度代表散射波的持续时间以及峰值延迟时间，这是S波的到达时间与信封振幅最大的时间之间的差异。结果表明，这些估计值在喷发前几个月显示了系统的变化，并且与P波的时间变化和释放的CO2气体量相关。结果表明，在同一区域喷发之前的均匀性增加，并且非弹性阻尼变得更强。这表明岩浆的粘度就在喷发前增加，这与始于爆炸性喷发的2020年喷发一致。酵母异常是根据塔尔火山岛喷发前的重力数据确定的。结果，发现火山岛存在于高重力火山口内，并且具有复杂的结构，在该结构中，火山口湖中也存在高密度的物体。同行恢复了喷发损坏的观察点。这些观察结果表明，在火山口所在的火山岛附近不再观察到在喷发之前积极发生的火山构造地震，并且在观察到喷发之前未发生的微晶状体。还已经观察到，在火山口发生喷发之前未发现SO2（每天几千吨）的大规模释放。这表明爆发会导致打开岩浆系统的变化，并且岩浆中大量的气体排放量在非爆炸性和连续性上发生。