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蔵王山における火山活動と熱水系ヨウ素同位体比の変動

Variations of iodine isotopic ratio in hydrothermal system and volcanic activity at Zao volcano

松中 哲也*; 後藤 章夫*; 渡邊 隆広   ; 土屋 範芳*; 笹 公和*

Matsunaka, Tetsuya*; Goto, Akio*; Watanabe, Takahiro; Tsuchiya, Noriyoshi*; Sasa, Kimikazu*

2011年の東北地方太平洋沖地震後、蔵王火山の活発化が確認されている。2014年10月に火山活動との関連が疑われる火口湖白濁現象が確認された後、2015年4から6月にかけて火山性地震が月最大で319回に達し、火口周辺警報が発令された。火山活動に伴う火口湖と地熱帯の水質変化を把握するため、2013年10月から東北大を中心に定点観測が実施され、本研究ではヨウ素同位体比の変化に着目した。火口湖のヨウ素同位体比は2013年10月17日から2014年10月10日にかけて、火山性地震の減少と共に、2.2$$times$$10$$^{-9}$$から5.6$$times$$10$$^{-9}$$へ徐々に上昇した後、2014年10月20日に4.3$$times$$10$$^{-10}$$へと低下した。この低下のタイミングは、10月19日に火口湖表面で観測された2回目の白濁現象直後に対応していた。また、2014年10月10日, 10月20日, 10月31日におけるヨウ素同位体比の平均値は2.3$$times$$10$$^{-9}$$であり、9月と比べて低くなったのに対し、10月の火山性地震は9月と比べて3倍高くなった。2014年10月までのヨウ素同位体比と火山性地震との間に、負の相関が認められた。一方、地熱帯におけるヨウ素同位体比は、2014年8月の火山性地震の増大(108回)に伴って、5.3$$times$$10$$^{-9}$$から1.6$$times$$10$$^{-9}$$へ低下した。火口湖と地熱帯におけるヨウ素同位体比の変化は、火山活動と関連している可能性があり、2014年8月と10月に起こった火山活動の活発化に伴って、低い同位体比をもつヨウ素が地下から地熱帯と火口湖へ多く供給されたと考えられる。

The volcanic activity has become higher at Zao volcano in Japan since January 2013 after the 2011 Tohoku Earthquake. Basic water quality of crater lake and geothermal area have been studied by Tohoku University since the water quality of hydrothermal system in volcano are correlating with volcanic activity. As a part of this investigation, we are trying to monitor the volcanic activity using iodine isotopic ratios at Zao volcano. In our previous study, iodine isotopic ratio in water collected in October 2013 from the crater lake at Zao volcano were 2.2$$times$$10$$^{-9}$$, which were affected by anthropogenic $$^{129}$$I. In terms of the global iodine cycle, chronologically-old iodine with low isotopic ratio was considered to be supplied into the crater lake and geothermal area from underground corresponding to the volcanic activity, resulting the decrease in iodine isotopic ratio of the crater lake. The iodine isotopic ratios of the crater lake increased from 2.2$$times$$10$$^{-9}$$ to 5.6$$times$$10$$^{-9}$$ during October 2013 to the middle of October 2014, then, abruptly decreased to 4.3$$times$$10$$^{-10}$$ soon after the white turbidity in the lake. While the iodine isotopic ratios of the geothermal area decreased from 5.3$$times$$10$$^{-9}$$ to 1.6$$times$$10$$^{-9}$$ at August 2014 corresponding to increase of the volcanic earthquake. Further investigations are needed to discuss the relationship of changes in iodine isotopic ratio of the hydrothermal system and the volcanic activity at Zao volcano.

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