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このコーナーでは、環境学研究科の教員や修了生がそれぞれの関心や出来事について広く語りかけます。

火山性地震と環境学

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地球環境科学専攻 地震火山研究センター
前田 裕太 助教
本教員のプロフィール

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私は地震波を使って火山を調べる「火山地震学」と呼ばれる学問分野を専門にしています。火山では断層運動によって起きる普通の地震に加え、プレート境界地震や内陸地震には見られない特殊な様相を持つシグナルが地震計で観測されます。特定の周波数成分に富むシグナル、地震のように振動するのではなく一方向に動く地殻変動のようなシグナルなどが知られており(図)、火山浅部での流体(マグマ、火山ガス、地下水等)の移動、体積変化、相変化、共鳴振動などによって発生すると考えられています。火山浅部での流体のこうした振る舞いは噴火の発生や爆発性を左右する重要な因子です。流体運動に起因するこれら火山特有のシグナルを解析し、目で直接見ることができない火山地下の流体の状態、分布、振る舞いなどを明らかにすることが火山地震学の大きな目標の一つです。
火山で観測される地震波の解析には地震学のテクニックを使用しますが、解析結果の解釈の際にはより広範な知識が必要になります。そしてこの部分に環境学との接点もあると思っています。気象や海流、プレートテクトニクス、原始太陽系円盤の運動など環境学の多くの分野で連続体力学が基礎になるかと思いますが、火山現象の物理も同様で、基本的には運動方程式、連続の式、エネルギー方程式を適切な境界条件のもとで解く問題です。しかしマグマが固相、液相、気相をすべて含む混相流であるために取扱いが複雑になります。そして火山現象の中でも特に速い現象である地震波の発生プロセスをモデリングしようと思うと時間依存の項を無視できず、相変化や亀裂の進展などの難しい現象を動的に扱わなければならなくなります。このため火山性地震の発生過程の解釈に当たっては火山学から遠く離れた異分野の研究を調べることがしばしば必要になるわけですが、その中に環境学諸分野の知見を取り込んで行けたらと思っております。
(まえだ ゆうた)

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