Inflation of the Aira Caldera prior to the 1999 Eruptive Activity at Sakurajima Volcano Detected by GPS Network in South Kyushu

Abstract

1993年から地盤の膨張が検出されている姶良カルデラおよび桜島周辺において1996年12月から約1年毎に，GPS連続観測網と連動したGPS稠密臨時観測を7回行い，南九州地域における桜島の火山活動に伴う水平変位の特徴的パターンを明らかにすることを目的として，これらのGPS データに国土地理院のGEONETデータを加えて解析を行った。(1)1998年1月～1999年1月および1999年1月～1999年12月の連続する2期間において，姶良カルデラの中心から半径25kmの範囲内で，カルデラ外側へ向かう放射状の変位パターンが見られる。(2)単一圧力源の茂木モデルを仮定すると，観測された放射状変位を最もよく説明する圧力源の位置は，姶良カルデラ中心の深さ8～9km に推定される。(3)この2期間の圧力源における体積変化は，2×107m3と推定され，山頂火口から放出された火山灰量を考慮すると1.1×107m3のマグマが約1年の各期間に圧力源へ供給されたことになる。このマグマ供給率は，桜島における典型的な地盤膨張時の供給率とほぼ一致する。(4)GPS連続観測データに見られる斜距離の時間変化から，顕著な膨張は1997年12月に始まり，1999年8月に終わったことが示された。また，基線長の急激な伸びが観測された1998年10月以降，A型地震にも増加傾向が見られる。1999年8月に膨張が止まった後は，爆発的噴火活動が顕著に増加し，1999年12月にそのピークを迎える。1999年にやや活発化した桜島火山の噴火活動は，1997年12月に始まり1999年8月に終わったマグマ供給に誘発された可能性があると考えられる。

The GPS data observed by 7 campaigns of Kyoto University and GEONET data in southKyushu during 1996-2002 were analyzed to reveal characteristics of ground deformationcaused by volcanic activity of Sakurajima. Outward radial pattern of horizontal displacementfrom the center of Aira caldera was detected in a circular area of 25 km radius during thesuccessive two periods of January 1998?January 1999 and January?December 1999. Locationsof the pressure sources are estimated at depths of 8-9 km beneath the Aira caldera. The intensityof the source for each period is 2×106 and total volume change of the source during the twoyears is 2×107 m3. The magma supply rate during inflation periods of 10 million cubic metersper year is in good agreement with the supply rate in typical inflation stage at Sakurajima.Temporal changes in slope distances by continuous GPS data show that the significant inflationstarted in December 1997 and finished in August 1999. Increase eruptive activity from October1999 may be caused by magma intrusion as inferred by GPS observation.