| Project/Area Number |
22H00162
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中村 美千彦 東北大学, 理学研究科, 教授 (70260528)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉本 充宏 山梨県富士山科学研究所, その他部局等, 研究員 (20334287)
無盡 真弓 北海道大学, 理学研究院, 助教 (60822004)
新谷 直己 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (80880103)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2025)
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| Budget Amount *help |
¥41,470,000 (Direct Cost: ¥31,900,000、Indirect Cost: ¥9,570,000)
Fiscal Year 2025: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2022: ¥20,930,000 (Direct Cost: ¥16,100,000、Indirect Cost: ¥4,830,000)
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| Keywords | 富士火山 / 宝永噴火 / 噴火トリガー / 水蒸気爆発 / 液相不混和 / マグマ溜まり / スコリア / X線CT / 噴火推移 / マグマ水蒸気噴火 |
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| Outline of Research at the Start |
大規模地震により外因的に誘発された典型例とされる富士火山・宝永噴火の事例研究により、火山学における最大の未解決問題の一つである噴火トリガー機構の解明に貢献する。地殻浅部に存在していたマグマがまず地下水の補助で噴火し、減圧が下部へと伝播して連鎖的に噴火するというトップダウン型噴火の作業仮説を立て、噴出物の発泡組織解析による爆発メカニズムの同定や、マグマ上昇過程の解明を通じて検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
富士火山の宝永噴火は1707年（宝永4年）に起こったプリニー式噴火で，噴煙は上空15km以上に達したと推測され，玄武岩質火山で起こった大規模なプリニー式噴火として世界的にも特異な例である．Schmincke (2004)は宝永噴火の噴出物に角ばった発泡度の低い岩片が含まれることから，マグマ水蒸気爆発の寄与を示唆し，実際，本課題のこれまでの研究でも，Miyaji et al. (2011)の Ho-ⅠからⅣを通して角張った発泡度の低いdense scoriaが発見された．Ho-IIにおいては等方的な急膨張・急冷を示唆するパン皮状やカリフラワー状スコリアがみられ，宝永噴火の特に前半において地下水が関与した可能性が示された．噴火推移に伴う噴出物の形態変化を定量的に明らかにするため，宝永山東山麓・水土野で採取された試料に加え，より火口に近い自衛隊東富士演習場で新たに採取試料について高出力X線CTで３次元形態分析を行った．両採取場所は火口からの距離は異なるものの，試料の組織形態の傾向は一致していることがわかった．噴出物の比重は，Miyaji et al. (2011)の分類タイプ毎にLithic>Dense scoria>Vesiculated-small bubble>Vesiculated-large bubble>Spiky scoriaの順に大きい結果が得られ，表面形状の複雑さを表すShape factorは比重と逆の傾向を示し，肉眼観察による形態の特徴を定量化することができた．
さらに，東富士演習場で採取された噴出物の全層序を40以上に細分し，主要および微量元素の全岩化学組成分析を行った．その結果，Ho-I～Ⅳのマグマを構成する成分およびその成因関係，ユニットの切り替わり時期の組成について，従来以上に高い時間分解能の情報が得られた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
東北大学に設置した高分解能X線CT装置により、宝永噴火の噴出順序・マグマ組成に応じた軽石・スコリアの時間変化を明確かつ定量的に示すことができた。さらに、宝永火口からほど近い、自衛隊東富士演習場内の露頭で採取された高時間分解能の試料から、マグマ供給系と噴火プロセスを厳密に制約することができる全岩化学組成データが得られた。これらに加え、石基のナノスケール観察によって噴火直前のマグマの貫入条件を制約することで、本研究の目的が十分に達成される目途が立った。
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| Strategy for Future Research Activity |
東富士演習場の試料を追加で採取できたため、X線CTによる噴出物の解析を増やして試料の代表性を確保する。全岩化学組成の分析は、すべてのサブユニットごとに一通り結果が得られたので、解析を進めていく。石基のナノスケール分析数を増やし、噴火直前のマグマの定置圧力・温度・時間について制約を与える。カンラン石の拡散速度計により、時間スケールの制約を追加する。以上に基づき、宝永噴火のマグマプロセスの全体像を構築し、論文としてまとめ発表する。
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