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Generation mechanism of large-scale phreatomagmatic eruptions investigated from magma fragmentation depth

Research Project

Project/Area Number 23KJ0231
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund
Section国内
Review Section Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
Research InstitutionIbaraki University

Principal Investigator

柴田 翔平  茨城大学, 理工学研究科(理学系), 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2023-04-25 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2024: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords水蒸気プリニー式噴火 / マグマ水蒸気噴火 / 火山豆石 / カルデラ
Outline of Research at the Start

マグマ水蒸気噴火の中でも、特に大規模で爆発的な噴火様式である水蒸気プリニー式噴火について発生メカニズムを検証する。水蒸気プリニー式噴火は、大量の細粒火山灰を水平距離で 1,000 km 近く飛散させ、高エネルギーの火砕流をともなうため、発生した場合の社会への影響は計り知れない。本研究は、観測事例のない水蒸気プリニー式噴火の発生条件・発生環境に制約を与えうる研究であり、既存の噴火モデルの見直しだけではなく、噴火の推移予測や原発や地層処分などの評価基準の見直しにも貢献する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、マグマ水蒸気噴火の中でも、特に爆発的な噴火様式である水蒸気プリニー式噴火について発生メカニズムを地質学的・物質学的に検証することである。
令和5年度は、申請書にも記載している通り、海道東部に位置する屈斜路カルデラ火山で発生した水蒸気プリニー式噴火事例について、の堆積物の地質調査および室内分析を実施した。
地質調査では、屈斜路カルデラ近傍・遠方地域のそれぞれにおいて、水蒸気プリニー式噴火堆積物の詳細な層相記載を追加で行った。これにより、屈斜路カルデラ火山で発生した水蒸気プリニー式噴火の推移は、噴煙柱を持続させ、広域に凝集した火山灰(火山豆石)を降下させるものであったことがより明確になった。この結果と令和5年度以前までに得られたデータをとりまとめ、現在(2024年4月)国際誌に投稿中である。
また、室内分析においては研究協力者である吉村俊平助教(北海道大学)の協力を得て、屈斜路カルデラ火山で発生した水蒸気プリニー式噴火堆積物を対象に、細粒火山灰の含水量測定を実施し、マグマと外来水の接触深度の推定を試みた。その結果、一部が発泡破砕したマグマは火道浅部(数百m)にて外来水と接触し、水冷破砕を引き起こしていたことが明らかになった。この結果は、水蒸気プリニー式噴火の発生メカニズムを考察・比較研究する上で大変有意義であり、本課題研究の進展に極めて大きく寄与した。これまでに得られた成果の一部は、国内学会にて発表を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

令和5年度は分析手法の検証と分析ルーティンの構築に、当初の想定以上に時間を要した。そのため、分析試料は屈斜路カルデラ火山の試料に限られてしまったが、ほぼ全ての分析を完了した。

Strategy for Future Research Activity

令和6年度は屈斜路カルデラ火山の試料の一部について、追加分析とデータの取りまとめを行い、成果論文の作成のために研究協力者と議論を重ねる。また、令和5年度までに採取していた、ニュージーランド、Taupo火山の試料についても分析を行う予定である。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Magma had ejected in 1893 CE eruption (Meiji eruption) at Azuma-Jododaira volcano, Fukushima Prefecture: Inferred from paleomagnetic dating for large volcanic bombs around Tsubakurosawa craters2023

    • Author(s)
      長谷川 健、戸丸 淳晴、楠 稚枝、岡田 誠、菊池 文太、柴田 翔平、井村 匠、伴 雅雄、常松 佳恵、山本 裕二、大場 司、鈴木 和馬
    • Journal Title

      BULLETIN OF THE VOLCANOLOGICAL SOCIETY OF JAPAN

      Volume: 68 Issue: 3 Pages: 189-196

    • DOI

      10.18940/kazan.68.3_189

    • ISSN
      0453-4360, 2189-7182
    • Year and Date
      2023-09-30
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Paleomagnetism and paleomagnetic dating to large volcanic bombs: an example from the historical eruption of Azuma?Jododaira volcano, NE Japan2023

    • Author(s)
      Hasegawa Takeshi、Kikuchi Bunta、Shibata Shohei、Yamamoto Yuhji、Imura Takumi、Ban Masao、Tsunematsu Kae、Kusu Chie、Okada Makoto、Ohba Tsukasa
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 75 Issue: 1 Pages: 172-172

    • DOI

      10.1186/s40623-023-01931-3

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 大規模水蒸気プリニー式噴火の発生機構とマグマ破砕過程:火山ガラス含水量からの考察2023

    • Author(s)
      柴田翔平・長谷川健
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 石質岩片の構成物から推察する北海道東部,屈斜路カルデラの形成過程2023

    • Author(s)
      長田美里・長谷川健・柴田翔平
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 房総半島南端地域に分布する海成上部鮮新統千倉層群布良層における層序学的研究2023

    • Author(s)
      谷元瞭太・岡田 誠・柴田翔平
    • Organizer
      日本地質学会第130回学術大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Paleomagnetic chronology for constraining the time scales of caldera-forming eruptions: case studies from Kutcharo ignimbrite I to Ⅱ/Ⅲ and Aso-4 tephra, eastern Hokkaido, Japan2023

    • Author(s)
      Shibata Shohei, Hasegawa Takeshi, Tanimoto Akihiro, Mochizuki Nobutatsu, Okada Makoto
    • Organizer
      8th International Workshop on Collapse Caldera
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Preliminary results of paleomagnetic chronology for estimating the duration of the 2.08 Ma Huckleberry Ridge Tuff from Yellowstone2023

    • Author(s)
      Hasegawa Takeshi, Shibata Shohei, Kaneda Yasuaki, Ray Salazar, Kusu Chie, Yamasaki Tadashi, Mayers Madison, Colin Wilson, Okada Makoto
    • Organizer
      8th International Workshop on Collapse Caldera
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 北海道東部,屈斜路軽石流堆積物Ⅱ/Ⅲ (Kp Ⅱ/Ⅲ)と広域テフラ阿蘇4 (Aso-4)の古地磁気方位:カルデラ形成噴火の継続時間見積もりと同時発生の検証2023

    • Author(s)
      柴田翔平・長谷川健・谷元瞭太・望月伸竜・岡田 誠
    • Organizer
      日本火山学会2023年度秋季大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2023-04-26   Modified: 2024-12-25  

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