2003 Fiscal Year Annual Research Report
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14080202
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
西村 太志 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40222187)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 高敏 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00184664)
中村 美千彦 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (70260528)
吉田 武義 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80004505)
寅丸 敦志 金沢大学, 理学部, 助教授 (50202205)
中嶋 悟 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80237255)
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| Keywords | 揮発性物質 / マグマ / 発泡 / 増圧 / 気泡 / その場観察 / ガラス |
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| Research Abstract |
火道内部の増圧過程は,メルト中からの脱水,気泡核形成,発泡成長,脱ガス,マグマ上昇,マグマと周辺岩体との熱力学的相互作用など多くのプロセスの複合によって生じる.A02班は,この複雑な火道増圧過程を鍵となる重要な素過程に分解し,今年度は,各分野について,実験機器の立ち上げと基礎実験の実施,基礎モデルの構築と数値実験の実行を行った.
脱水過程については,高温顕微赤外分光法によるガラスからの脱水速度その場観測の基礎となるモル吸光係数を決定,地球深部物質中の含水量の定量,微小領域水測定法(近接場顕微赤外分光法)の開発を行った.発泡については,マグマ発泡現象をその場観察するための加熱ステージシステムの開発と発泡画像の画像処理を行うための形状解析ソフトの開発を一部行った.熱水流動と岩体の相互作用については,熱水流動実験装置を製作し,黒曜石粉末を用いた火山ガラスの水和,変質過程が熱水流路の変化に与える影響を解明するための実験を開始した.また,サファ高温高圧(最高300MPa,800℃)・剪断変形(0.5-2rpm@50MPa)その場観察装置を開発し,マグマ溜り相当の高圧下でのその場観察を可能とした.発泡とマグマ減圧(上昇)過程については,発泡実験の結果とモデルから気泡数密度減圧速度計を開発し,気泡数密度の観測値からマグマの減圧速度の測定法を確立した.マグマと周辺岩体の相互作用として,弾性体中のマグマ溜まり内の気泡成長による圧力回復モデルを構築するとともに,熱応力を考慮したマグマき裂進展挙動の数値シミュレーションを有限要素法によって実施した.マグマ溜りの脱ガスと増圧機構については,気泡を含むクリスタルマッシュの微細構造を再現する高圧実験を行い,気泡分布と斑晶鉱物との接触角の依存性を調べた.また,地震学的・地学的手法によって巨大噴火を引き起こすカルデラの構造と進化過程を調べた.
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Hirono, T., Takahashi, M, Nakashima, S.: "In-situ visualization of fluid flow image within deformed rock by X-ray CT."Engineering Geology. 2162. 1-10 (2003)
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[Publications] Katayama, I., Hirose, K., Yurimoto, H., Nakashima, S.: "Water solubility in majoritic garnet in subducting oceanic crust."Geophysical Research Letters. 30(22). SDE5-1-5-4 (2003)
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[Publications] Namiki, A., T.Hatakeyama, A.Toramaru et al.: "Bubble size distributions in aconvecting layer"Geophys.Res.Lett.. 30. SDE2-1-4 (2003)
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[Publications] Nishikawa, O., K.Saiki, H.Wenk: "Intra-granular strains and grain boundary morphologies of dynamically recrystallized quartz aggregates in a mylonite"J.Struct.Geol.. 26. 127-141 (2003)
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[Publications] Saiki, K. et al.: "Morphological analysis of olivine grains annealed in an iron-nickel matrix : Experimental constraints on the origin of pallasites and on the thermal history of their parent bodies"Meteoritics planet.Sci.. 38. 427-444 (2003)
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[Publications] Toramaru, A., T.Matsumoto: "Columnar joint morphology and cooling rate : a starch-water mixture experiment"J.Geophys.Res.. 109. 10.1029/2003J B002686 (2004)
