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Volcanic eruption mechanism estimated from multivolatile diffusion behaviour

Research Project

Project/Area Number 20H01989
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Yoshimura Shumpei  北海道大学, 理学研究院, 助教 (20706436)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2020: ¥14,950,000 (Direct Cost: ¥11,500,000、Indirect Cost: ¥3,450,000)
Keywordsマグマ / 発泡 / 脱ガス / カワゴ平火山 / 揮発性成分 / 塩素 / 拡散
Outline of Research at the Start

本研究では,火山の噴火の仕方を支配する最大要因である,火道内でのマグマの脱ガス過程を明らかにすることを目指す.噴火の際,火道を上昇するマグマの中では,揮発性成分の発泡,開放系脱ガス,気泡の溶解,などが複雑に起こっていると考えられている.そして,それらの起こり方の違いが,最終的な噴火の違いを生み出していると考えられている.しかし,上昇するマグマの内部で実際に何が起きているかは明らかになっていない.本研究では火山ガラス中の揮発性成分濃度とその空間分布を解析することで,火道内で何があったかを解読する技術を開発する.

Outline of Final Research Achievements

In the crust of the Earth magma contains high concentrations of volatiles (water) under high pressure conditions. If the magma ascends, pressure decreases and thereby the magma vesiculates and expands, causing explosive volcanic eruption. However, the magma does not necessarily erupts explosively, but often show nonexplosive eruption. The open-system degassing should be the cause for reducing the explosivity, but its detailed process is unclear. In the present research project I developed a new method for investigating the history of magma vesiculation and the degassing based on heterogeneous distribution of chlorine in groundmass glass.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

火山噴火が起こると,短期的には高温の噴出物により人類の生活を脅かすが,長期的には放出されたガスが全地球を周り,地表環境に大きな影響を与えると考えられている.そのため,噴火がどのような仕組みで発生するのか,何が爆発性を支配するのか,どういう頻度で発生するのか,それらは何により決まるのか,などの問題を解決することは,噴火防災や噴火予測の技術を開発する上で重要であるだけでなく,地球全体の進化や環境変動を理解する上でも不可欠である.本研究課題では,何が噴火の爆発性を支配するのか,という問題に着目し,それに密接に関係するマグマ中でのガスの発生と移動の仕組みを調べる研究を行った.

Report

(4 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Carbon dioxide and water in the crust. Part 2: Solubility in silicate melts2023

    • Author(s)
      S. Yoshimura
    • Journal Title

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      Volume: 118 Issue: 1 Pages: n/a

    • DOI

      10.2465/jmps.221224b

    • ISSN
      1345-6296, 1349-3825
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Carbon dioxide and water in the crust. Part 1: Equation of state for the fluid2023

    • Author(s)
      S. Yoshimura
    • Journal Title

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      Volume: 118 Issue: 1 Pages: n/a

    • DOI

      10.2465/jmps.221224a

    • ISSN
      1345-6296, 1349-3825
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysis of H<sub>2</sub>O and CO<sub>2</sub> in Volcanic Glass through Infrared Spectroscopy2021

    • Author(s)
      吉村俊平
    • Journal Title

      BULLETIN OF THE VOLCANOLOGICAL SOCIETY OF JAPAN

      Volume: 66 Issue: 4 Pages: 375-384

    • DOI

      10.18940/kazan.66.4_375

    • NAID

      130008162652

    • ISSN
      0453-4360, 2189-7182
    • Year and Date
      2021-12-31
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Chlorine heterogeneity in volcanic glass as a faithful record of silicic magma degassing2021

    • Author(s)
      Yoshimura, S., Nakagawa, M.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research

      Volume: 126 Issue: 5

    • DOI

      10.1029/2020jb021195

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 石基ガラスの揮発性成分の濃度分布から推定される発泡マグマの再加圧過程2023

    • Author(s)
      吉村俊平
    • Organizer
      日本鉱物科学会2024年年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 過冷却条件における流紋岩質メルトの結晶化実験2022

    • Author(s)
      菅原維・吉村俊平
    • Organizer
      日本鉱物科学会2022年年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 流紋岩質メルト中における炭素同位体の拡散分別2021

    • Author(s)
      川原爽・吉村俊平
    • Organizer
      日本鉱物科学会2021年年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Progressive excavation of gas pathways in hot silicic lava through fluxing of Cl-rich corrosive gas2020

    • Author(s)
      S. Yoshimura
    • Organizer
      AGU Fall Meeting
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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