火山噴火タイプの新指標：噴煙中の水蒸気の同位体組成

• 研究課題/領域番号: 16K13914
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 地球宇宙化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 角皆 潤 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (50313367)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 水蒸気 / 火山ガス / 安定同位体 / 噴煙 / キャビティリングダウン分光分析 / 遠隔測定 / マグマ噴火 / 水蒸気噴火 / 火山 / 安定同位体比 / 水蒸気爆発 / マグマ爆発

研究成果の概要

火山ガス中の水蒸気の起源には、マグマ水の場合と、山体内部の地下水の場合（天水）があり、両者間で水素および酸素の安定同位体比が大きく異なることが知られている。噴火に伴って大気中に放出され、風下に流下してくる噴煙中の水蒸気の同位体比を定量化することができれば、そこから水蒸気の起源（マグマ水か、天水か）が判別できるし、山体内の流体挙動の理解も進展する。そこで本研究では、容器中に採取して持ち帰った噴煙試料中の水蒸気の同位体比を定量化する新システムを開発した。また実際の火山の噴気孔で、噴煙中の水蒸気の同位体比分析から噴気孔における水蒸気の同位体比が推定出来ることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] 噴煙の化学組成を利用した火山診断 (2018)
  • 著者名/発表者名: 角皆 潤
  • 雑誌名: 理フィロソフィア 巻: 34 ページ: 8-11
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Formation of gas discharging from Taketomi submarine hot spring off Ishigaki Island in the southern Ryukyu Islands, Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Toki, Daigo Iwata, Urumu Tsunogai, Daisuke D. Komatsu, Yuji Sano, Naoto Takahata, Hiroshi Hamasaki, Jun-ichiro Ishibashi
  • 雑誌名: Journal of Volcanology and Geothermal Research 巻: 330 ページ: 24-35
  • DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2016.11.018
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Remote determinations on fumarole outlet temperatures in an eruptive volcano. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsunogai, U., L. Cheng, M. Ito, D. D. Komatsu, F. Nakagawa, and H. Shinoara
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 43 号: 22 ページ: 11620-11627
  • DOI: 10.1002/2016gl070838
  • NAID: 120005905580
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Helium and methane isotopic compositions and fluxes of shallow submarine hydrothermal plumes near the Tokara Islands, southern Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Hsinyi, W., Y. Sano, N. Takahata, Y. Tomonaga, A. Ishida, K. Tanaka, T. Kagoshima, K. Shirai, J. Ishibashi, H. Yokose, U. Tsunogai, and T. Yang
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 34126-34126
  • DOI: 10.1038/srep34126
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Geochemical characteristics of hydrothermal fluids at Hatoma Knoll in the southern Okinawa Trough (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Toki, Michihiro Itoh, Daigo Iwata, Shogo Ohshima, Ryuichi Shinjo, Jun-ichiro Ishibashi, Urumu Tsunogai, Naoto Takahata, Yuji Sano, Toshiro Yamanaka, Akira Ijiri, Nobuaki Okabe, Toshitaka Gamo, Yasuyuki Muramatsu, Yuichiro Ueno, Shinsuke Kawagucci, Ken Takai
  • 雑誌名: ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ 巻: 50 号: 6 ページ: 493-525
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0449
  • NAID: 130005435164
  • ISSN: 0016-7002, 1880-5973
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial and temporal variations of gas geochemistry at Mt. Ontake, Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Kagoshima, T., Sano, Y., Takahata, N., Ishida, A., Tomonaga, Y., Roulleau, E., Pinti, D.L., Fischer, T.P., Lan, T., Nishio Y., Tsunogai, U., Guo, Z
  • 雑誌名: Journal of Volcanology and Geothermal Research 巻: 325 ページ: 179-188
  • DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2016.06.013
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Methanogens in H2-rich hydrothermal fluids resulting from phase separation in a sediment-starved, basalt-hosted hydrothermal system (2016)
  • 著者名/発表者名: Toki, T., A. Hamamoto, M. Tawata, J. Miyazaki, K. Nakamura, M. Abe, K. Takai, Y. Sano, N. Takahata, U. Tsunogai, J. Ishibashi
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 447 ページ: 208-218
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2016.11.004
  • 査読あり
• [学会発表] 軽元素安定同位体比の高感度分析に基づく地球環境科学研究の新展開 (2017)
  • 著者名/発表者名: 角皆 潤
  • 学会等名: 日本地球化学会第64回年会
  • 招待講演
• [学会発表] 火山性流体中の水同位体組成に発見された負の三酸素同位体異常とその原因. (2017)
  • 著者名/発表者名: 倉 和臣, 角皆 潤, 中川 書子, 大場 武, 篠原 宏志
  • 学会等名: 日本火山学会2017年度秋季大会
• [学会発表] 噴煙中の気体成分の安定同位体比を指標に用いた火山噴気の遠隔温度測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸士, 角皆潤, 中川書子
  • 学会等名: 日本質量分析学会同位体比部会
  • 発表場所: 秋田温泉さとみ
  • 年月日: 2016-11-16
• [学会発表] 水素同位体交換平衡を利用した火山噴気温度の遠隔測定：航空機を用いた噴煙観測の将来性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 角皆潤, 程林, 小松大祐, 中川書子, 篠原宏志
  • 学会等名: 日本質量分析学会同位体比部会
  • 発表場所: 秋田温泉さとみ
  • 年月日: 2016-11-16
• [学会発表] CRDS法による水の三酸素同位体組成測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 倉和臣, 角皆潤, 中川書子
  • 学会等名: 日本質量分析学会同位体比部会
  • 発表場所: 秋田温泉さとみ
  • 年月日: 2016-11-16
• [学会発表] 火山噴気中の水蒸気の遠隔同位体比測定法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋 幸士, 角皆 潤, 栗田 直幸, 中川 書子
  • 学会等名: 日本地球化学会第63回年会
  • 発表場所: 大阪市立大学杉本キャンパス
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] Volcanic Gas Composition of Sakurajima Volcano, Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Shinohara, H., Kazahaya, R., Tsunogai, U., Ohminato, T., and Kaneko, T.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [図書] 海洋底科学の基礎 (2016)
  • 著者名/発表者名: 日本地質学会「海洋底科学の基礎」編集委員会編、角皆 潤・蒲生俊敬他著者多数
  • 総ページ数: 408
  • 出版者: 共立出版