研究团队包括东北大学研究生院地球科学系博士生新谷直树、中村道彦教授、奥村智副教授、东京大学地震研究所、京都大学防灾研究所、米乐m6官方网站地质调查中心的联合研究我们发现，鹿儿岛县樱岛火山历史上发生过的三次大规模喷发（1471年、1779年和1914年）期间，导致爆发性喷发的岩浆在喷发前夕积聚在火山建筑物正下方的极浅区域（1至3公里深）。之前的假设是，岩浆是从位于鹿儿岛湾北部的姶良火山口下方约10公里深处的岩浆库中升起的，但这意味着岩浆是从比该假设浅得多的区域升起的。这项研究的结果表明，如果我们假设未来通过类似的前兆过程再次发生与历史上三大火山喷发同等规模的喷发，那么在喷发之前预计会发生向浅层区域的大规模岩浆供给，一旦填充浅层管道的岩浆开始上升，可能会在很短的时间内到达地表并开始喷发。
这项研究结果将于2019年2月13日10:00（英国时间）发布科学报告发表在杂志上。
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参考图：从樱岛山顶火山口到樱岛下方岩浆池的放大图 （左图）和樱岛火山的岩浆供应系统（右图）。在左图中，红色区域是充满岩浆的区域，管道和岩浆房之间的边界估计距离火山口深约4公里。这项研究对喷出物的详细分析表明，引起大规模喷发的岩浆位于相当于管道的深度（1-3公里），并且比爱罗火山口正下方的主岩浆房（约10公里深）和樱岛正下方的次生岩浆房（4-5公里深）浅。 |
鹿儿岛县樱岛火山（图1）是世界上最活跃的火山之一，近年来瓦肯火山喷发（注1）然而，对地壳变形的观测表明，地下深处的岩浆库已经积累了相当于最近一次大规模喷发——1914年大正火山喷发时释放的岩浆量。普林尼式喷发（注2）可能会发生。大正喷发时，浮石、火山灰、火山气体对以樱岛为中心的鹿儿岛县广大地区造成了大面积破坏，随之而来的熔岩流出使樱岛与大隅半岛相连。为了为未来此类火山喷发造成的灾难做好准备，迫切需要阐明导致这种规模喷发的机制。
在这项研究中，除了1914年发生的大正火山喷发之外，喷射物还包含在三个大规模火山喷发的喷射物中：1779年的安永火山喷发和1471年的文美火山喷发，它们的规模相同，喷发历史也相似酚晶熔体夹杂物（注3）（图 2）和斜长石斑晶（注4）的化学成分详细地，我们调查了在喷发前夕以浮石形式喷出的岩浆的深度（注释 5）（图3）。结果，他们发现导致这些喷发的岩浆在喷发前就聚集在火山建筑物正下方的极浅区域（约1至3公里深）。如果樱岛发生大规模喷发，人们推测岩浆将从位于鹿儿岛湾北部的姶良火山口下方约10公里深处的岩浆库中喷涌而出，但这项研究首次揭示了爆发性喷发的岩浆直接供应到比预期浅得多的区域。
由于历史上发生的所有三次大规模喷发都发现了共同的前兆过程，因此在不久的将来樱岛可能发生的类似大规模喷发可能会遵循类似的喷发过程。因此，人们认为，在喷发前继续关注和观察火山建筑物正下方的极浅区域（几公里深）的岩浆供应将有助于有效减轻灾害。
另一方面，岩浆开始上升的深度比之前假设的要浅（大约是深度的1/3到1/10），这意味着即使可以立即检测到岩浆上升的开始，距离喷发开始的时间也会很短。考虑到普林尼式喷发期间岩浆上升的速度（已在其他火山上进行过研究），火山喷发最早可能在岩浆开始上升后一小时内开始。在考虑防灾系统时最好考虑到这一点。
类似于历史上发生过三次的火山喷发，并不一定意味着将来也会发生。此前的研究表明，岩浆的化学成分在整个历史过程中都发生了轻微的变化，变得不太粘稠，因此下一次大规模喷发的爆炸性可能比大正喷发要小（例如，主要产生熔岩流的喷发，如1946年的昭和喷发）。
在樱岛火山，我们仍然不明白为什么在大规模喷发之前，岩浆的填充程度比正常的岩浆库要浅，以及为什么这是不可避免的。通过调查其他火山喷发是否也发生过类似的前兆过程并阐明其机制，人们认为可能有助于减轻樱岛火山和其他火山未来的喷发灾害。
本研究得到JSPS科学研究补助金JP16H06348、日本文部科学省“为减灾做出贡献的地震和火山观测研究计划”和“下一代火山研究和人力资源开发综合项目”的支持。第一作者就读于东北大学博士生项目主导项目“全球安全科学顶尖领袖”发展计划”。
杂志名称：科学报告
论文标题：樱岛火山反复普林尼式喷发期间浅层岩浆预充注
作者：Naoki Araya、Michihiko Nakamura、Atsushi Yasuda、Satoshi Okumura、Tomoki Sato、Masato Iguchi、Daisuke Miki、Nobuo Geshi
DOI 号：101038/s41598-019-38494-x
网址：wwwnaturecom/articles/s41598-019-38494-x