シラス台地と坂／軽石と火山灰／新燃岳2011年噴火の例／軽石上の車輌走行実験／海外の事例／You Tube

　大量軽石降下と陸上交通

　シラス台地と坂

　鹿児島には平地がほとんどありません。60万人の人口を収容するために、周辺のシラス台地を開発しました。台地上の団地と平地を結ぶ取り付け道路はどこも急峻です。武岡団地の場合、田上（洗出）から武岡小学校までは平均勾配約5度、そこから一番高い原良配水池までは約3度です。古い団地では約7度のところもあります。桜島が大正噴火クラスの噴火をして、不幸にしてこうした坂に軽石が積もったらどうなるでしょうか。四輪駆動車でも登れないのではないでしょうか。近年の大雪の際経験したように、1台がスリップして動かなくなり放置されると、放置車両が次々に増え、全面交通止めになります。そうなると、水・電気だけでなく、食糧などの救援物資も届かなくなります。輸送手段を確保するためには、道路上の軽石除去が先決ですが、重機が必要です。東日本大震災で経験したように、それを動かす燃料が不足します。しかも除石の優先順位は国道など幹線道路が一番で、団地まで手が回らないでしょう。また、除去した軽石の捨て場所も問題です。既存の埋立処分場では間に合いません。人工島のマリンポートに埋めるのでしょうか。
武岡団地登り口武岡団地取り付け道路縦断面桜島大正噴火時の牛根麓（鹿児島県立博物館）

　軽石と火山灰

　内閣府の広域的な火山防災対策に係る検討会（2013）によれば、「湿潤時は数mm程度、乾燥時は1～2cm程度の降灰で道路通行に支障をきたす」としています。ただし、これは細粒の火山灰で、路面が水平な場合です。この文書では火山灰volcanic ashも軽石pumiceも一括りにして扱っているようです。火山学では降下火砕堆積物pyroclastic fall deposit, volcanic ash fall deposit, air fall depositとして一括されるからでしょう。しかし、両者は、物理的性質も災害に及ぼす効果も全く違いますから、災害科学では峻別すべきだと思います。「軽石・火山灰」と併記してほしいものです。＜注＞
降灰石堆積狀况畧圖（囎唹郡役所,1916）
（降灰層厚を岩松加筆）		全層厚中に占める軽石層の割合
（『櫻嶌爆發誌』より岩松作図）
　大正3年（1914）1月12日、桜島の大正噴火がありました。VEI（火山爆発指数Volcanic Explosivity Index）4の大規模噴火で、プリニー式と呼ばれ、0.6km3に及ぶ膨大な軽石と火山灰を噴出しました。その分布図は鹿兒島高等農林學校金井眞澄助教授によってまとめられていますが（金井,1920）、軽石と火山灰の量比については鹿兒島縣囎唹郡役所の『櫻嶌爆發誌』が集落ごとに克明に記載しています。たとえば、岩川村五十町の例を次に挙げます（当時ですから尺貫法です）。
五十町降灰石量　一寸八分
第一層　二分　細微灰白色火山灰
第二層　四分　粟粒大ヨリ稍小ナル火山砂及輕石片
第三層　三分　細微灰白色火山灰
第四層　九分　粟粒ヨリ稍大ナル火山砂及輕石片
　土壌学では上位より番号を付けますから、第四層が一番最初に降ったものです。重いものは先に降下し、軽い微細な火山灰は空中にしばらく滞留してから落ちてきますので、第三層と第四層がセット、第二層と第一層がセットで、2回の噴火現象があったのでしょう。場所によっては第三層と第四層が欠如しているところもあります。風向きが変わったのか、あるいは最初の噴火は大きな軽石を噴出した割には分布範囲が狭く（あるいは大きかったからこそ近くにしか落ちなかった？）、後の噴火はやや小粒だったものの遠くまで飛んだのかも知れません。『櫻嶌爆發誌』に記載されている降下火砕堆積物中に占める軽石層の厚さを、軽石と火山灰に2分して柱状図に示すと上図のようになります。大凡70～80%が軽石です。正確には『櫻嶌爆發誌』をご覧ください。なお、曾於郡は桜島から20～40km離れていますから、やや細粒分が多いところのデータになります。桜島から約10kmの高隈山演習林では、鹿兒島高等農林學校林學教室（1920）は次のように記載しています。「全堆積物深さ二尺二寸に及び下層輕石は一尺九寸、上層灰量三寸なり」。つまり、全層厚中86%は軽石でした。
　このように次回、桜島が大正級の大規模噴火をした場合も軽石の占める割合は8割程度と考えるべきでしょう。内閣府はじめ防災機関も、住民も、「降灰」被害という語の語感から、近年の南岳噴火や昭和火口噴火に伴う降灰の程度がひどいもの、くらいにしか考えていないようですが、事態はもっと深刻になるでしょう。
　下左図は上述の金井の図です。下右図は、最大層厚部が鹿児島市街地になるよう、この図を東西反転したものです。日本列島には偏西風が常に吹いていますから、降灰が大隅半島にほうに行く確率は高いのですが、夏場ですと、この数十年来経験しているように、鹿児島市街地に軽石・火山灰が積もる場合だってあり得ます。少なくともそれを想定した備えはしておくべきだと思います。想定外との言い訳は許されません。
大正三年度櫻島火山降灰礫分布圖（金井,1920）（単位：尺）左図を東西反転したもの（単位：m）（水色は鹿児島市の水瓶甲突川水系）

　なお、地質学者によって地質時代のテフラ等層厚線図がしばしば描かれますが、上層の細粒火山灰は風に飛ばされたり、水に流されたりして消失してしまいますので、堆積当時よりは若干薄めになっていることに留意しなければなりません。
粒径火砕物（テフラtephla）
< 2mm火山灰Volcanic ash
2～64mm火山礫Volcanic lapilli
> 64mm火山岩塊Volcanic block
＜注＞ 降下火砕物の粒径による火山学的分類は表の通りです。
　なお、多孔質な構造を持つ明るい色（流紋岩質～デイサイト質）の降下火砕物を軽石Pumiceと言い、玄武岩質で黒っぽいものをスコリアScoriaと言います。一般には火山礫サイズですが、拳大以上のものもあります。したがって、「軽石・火山灰」と併記するのは、火山学的には好ましくありません。一方は粒径に基づく名前で一方は組織に基づく名前だからです。しかし、火山礫というと、礫は本来「つぶて」を意味する言葉ですから、硬い噴石と誤解されてしまいます（噴石Cinderは気象庁用語で多孔質でない岩片を意味し、火山礫や火山岩塊とは同義語ではありません）。そこで、内閣府では降灰として一括しているのでしょう。ここでは、火山学者のお叱りを承知の上で、軽石・火山灰と併記して使うことにします。

　新燃岳2011年噴火の例

新燃岳降灰分布図（宮崎県県土整備部）
国道223号の様子（都城市,2013）山田降灰処理場（現都城クリーンセンター）自動車の制動試験（軽石の場合）（前田,2012）
　2011年1月27日霧島山新燃岳は52 年ぶりに凖プリニー式の爆発的な噴火をしました。噴煙は火口から2,500mの高さに達し、降灰は山麓の高原町・都城市はもちろん日南市にまで及びました。エメラルド色の水をたたえていた火口湖は溶岩ドームで埋め立てられました。
　降灰は偏西風に乗り、南東方向に流れ、御池小学校では約8cmの軽石が積もりました。このため、鉄道の運転見合わせ、高速道路や国道223号の交通止め、空港の一時閉鎖など交通への被害が出ました。
　そこで宮崎県県土整備部では、車輌走行・制動試験を行いました。普通乗用車を時速20km/hで走らせてブレーキをかけ、制動距離を計測したのです。降灰は軽石の場合は都城市で、パウダー状の場合は高原町で行いました。それぞれ厚さは1cm、2cm、3cmとし、湿潤状態を変えて行いました。普通のアスファルト道路では、制動距離は3.6mだそうですが、いずれの場合もこれを大きく上回りました。
　なお、降灰の処理には大変困ったそうです。市内の空き地に一旦集め、それを仮処分場にトラックで運び、更に最終処分場に運んだようです。
＜謝辞＞　本項作成に当たっては、宮崎県県土整備部および都城市役所から資料のご提供をいただきました。記して謝意を表します。

　軽石上の車輌走行実験

実験チャートの一部（鹿児島市作成）"桜島の大規模噴火"～その時、あなたはどう動く？～（鹿児島市作成動画）
立ち往生した後輪駆動消防車DMATのキャリア使用テスト道路啓開の実験
　2018年7月24～26日、鹿児島市では、桜島有村採石場跡地において、軽石大量降下時に車輌が通行可能なのか、実際に走行実験を行いました。軽石を30cm敷いたコース、1mのコース、火山灰だけのコースの3種類を用意し、後輪駆動車・前輪駆動車・四輪駆動車などさまざまな車種で実験しました。普通車だけでなく、消防車・救急車・JAF・自衛隊車輌などが参加しました。当然のことながら自衛隊車輌はすべてパスしましたが、一般車両については四輪駆動車がまずまずの成績で、後輪駆動車はダメでした。今後、少なくとも公用車買い換えの際には、四輪駆動車にすべきでしょう。また、各種の道路啓開方式のテストも行いました。

　海外の事例

　フィリピンのピナツボ火山（Pinatubo）は1991年VEI6の大噴火をしました。20世紀最大の火山噴火と言われています。40km離れたクラーク米軍基地でも10cm程度火山灰が積もったそうです。結局、米軍はこの基地を放棄しました。ピナツボ火山の調査に行った人の話だと、マニラで自動車のエアフィルターを大量に買い込み、取り替えながら現地に向かったそうです。少し海外の例を調べてみましょう。
プジェウエ2011年噴火の被害（Elissondo et al.,2016）Isomass map of Unit 1（Bonadonna et. al.,2015）
道路不通個所（Elissondo et al.,2016）インフラ被害（Wilson et al.,2012）
　チリのプジェウエ＝コルドン・カウジェ火山群（Puyehue-Cordón Caulle）は東北地方太平洋沖地震の直後、2011年6月4日VEI5の大規模噴火をしました。21世紀に入って最大の火山噴火で噴煙は10,000mに達し、地球を一回りしました。その結果、東の隣国であるアルゼンチンにも厚い軽石・火山灰が積もり、交通麻痺が起きました。 とくに物流の大動脈である国際道路Cardenal Samoréが不通になったのは痛手でした。全面開通には半年を要しました。視界不良やセンターラインが見えなくなるなどのほか、変わったところでは、氷が解けるのを妨げたそうです。湖上にも軽石が浮遊し、舟運に被害が出ました。
　桜島大正噴火の場合、テフラ降下後の詳細な調査は農学者の手によって行われ、火山学的な研究はありませんでした。幸いこの噴火では、専門家によってテフラの詳細な研究が行われました。Bonadonna et. al. （2015）によると、最初の3～4日だけがVEI5の凖プリニー式噴火で、次の週は噴煙柱高度4～9km、6月14日以降は高度6km以下と沈静化し、降下したテフラは合計13層確認されています（Pistolesi,2015）。中でもB・D・F層がもっとも粗いそうです。6月4・5日の噴火がユニットⅠ（A～F層）、6月5・6日の噴火がユニットⅡ（G・H層）、6月7～14日のユニットⅢ、6月15日以降のユニットⅣと分けられていますが、図はユニットⅠの分布図です。粒径によって粗いものをSP1（subpopulation 1）、細粒なものをSP2と名づけています。図は等層厚線図をもとに密度を与えて等重量線図に変換してあります。黄色と青色がSP1で、灰色がSP2です。黄色いunimodalな部分は最初に噴火したA・B層の分布とほぼ一致しています。全体としてはbimodalで、遙か遠くに行くと、微粒火山灰だけになりunimodalになります。桜島大正噴火も同じような現象が起きていたのかも知れません。なお、φスケールについては「鹿児島の海岸砂」をご覧ください。
　Wilson et al.（2012）はプジェウエを含むパタゴニア地方の3つの火山噴火によるインフラ被害を図のようにまとめています。やはり陸上交通の被害が一番甚大で長期にわたるとしています。
Volcanic Ash: Advice for Urban Clean-up
Operations（Wilson et. al.,2014）
　エクアドルのトゥングラワ火山（Tungurahua）1999-2010年噴火では、降灰は微粒火山灰だったようで、降灰そのものよりも、降灰に起因するラハールlaharにより交通網が寸断された影響のほうが大きかったそうです（Sword-Daniels et al.,2011）。
火山火砕物の層厚と交通障害（Hitchcokck & Cole,2007）
　一方、ニュージーランドのトンガリロ火山（Tongariro）は、有史以来VEI3～4の噴火を繰り返してきましたが、2012年8月6日約116年ぶりに大規模な噴火をしました。火口の北側にあるRotoaira湖の近くでは5mmの降灰があったそうです。この噴火の前の古い論文ですが、Hitchcokck & Cole（2007）は、11,000～12,000 cal. BPのPoutu Lapilliの研究に基づき、凖プリニー式噴火をした場合の影響を検討しています。New Zealand state highways (SH) のうち物流幹線SH1が不通になったら、経済に$8,000/hの損害が出るし、SH1とSH41の両方が不通になった場合には、$23,000/hの損失になると試算しています。さらに復旧に要する時間について、層厚に応じて表のように見積もっています。なお、軽石はつぶれやすいので、車の荷重でつぶれて通行が一層困難になると指摘しています。
（Puyehue火山2011年噴火災害）

三田和朗氏の資料

大噴火でどんなことが起きるか 桜島大噴火後に車はどの程度まで通れるか

文献：

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参考サイト：

初出日：2017/10/20
更新日：2019/07/23