2016 Fiscal Year Annual Research Report
珪長質火山活動の開始とその噴火様式の支配条件の解明：高結晶度マグマの流動・固化
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15H03714
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
奥村 聡 東北大学, 理学研究科, 助教 (40532213)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小園 誠史 東北大学, 理学研究科, 准教授 (40506747)
栗谷 豪 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (80397900)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 高結晶度マグマ / 爆発的噴火 / マグマレオロジー / 脱ガス / 発表 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は高結晶度マグマ中の気泡形成と脱ガス過程，そしてそれらのマグマレオロジーに対する効果を明らかにすることで，珪長質火山活動の爆発性を支配する要因を明らかにすることを目的としている．そのために，高結晶度マグマ中での気泡形成を実験的に再現し，また気泡を含むマグマのレオロジーを定量化することを目指す．本年度は，昨年度導入，確立した水熱合成自動減圧装置を用いた減圧実験を進めた．この実験では，結晶を50～70体積%含む流紋岩マグマを800℃，100MPaの条件で保持し，この条件から8～320MPa/hの速度で20MPaまで減圧した．実験後に回収した試料の気泡・結晶組織を，Ｘ線ＣＴおよびＳＥＭで観察した．その結果，結晶フレームワークに膨張を抑制された気泡が，結晶フレームワークとの相互作用の結果，不均質に膨張，移動し気泡チャネルを形成することが分かった．また，減圧率が高い場合には大きな過剰圧力が発生し，結晶フレームワークが壊れることも分かった．さらに，気泡チャネルごとのスペーシング幅は，減圧速度に依存することも明らかになった．この減圧速度と気泡チャネルの関係を利用し，高結晶度マグマからの脱ガス速度を見積もるモデルを構築した．これらの成果を，国際誌へ発表準備中である．さらに結晶と気泡を含む天然岩石を出発物質として，800℃，100MPa条件での結晶・気泡を含むマグマの粘性測定を行った．この成果を国際誌へ発表した．
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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
予定通り水熱合成自動減圧装置および変形実験装置を作成，導入することができた．それらを用いた実験も順調に進んでいる．当初の予想通り，減圧に伴いマグマ中で気泡が分離し，マグマレオロジーや脱ガス効率に変化を引き起こすことが分かってきた．以上から，本研究はおおむね順調に進展していると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
実験装置の作成，実際の実験はほぼ終了している．今後は得られた実験データを整理し，国際誌等で発表すること，必要な追加実験を行うこととなる．
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[Journal Article] Tracking bubble evolution inside a silicic dike2016
Author(s)
Antonio M. Alvarez-Valero, Satoshi Okumura, Fabio Arzilli, Javier Borrajo, Clemente Recio, Masao Ban, Juan C. Gonzalo, Jose M. Benitez, Madison Douglas, Osamu Sasaki, Piedad Franco, Juan Gomez-Barreiro, Asuncion Carnicero
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Journal Title
Lithos
Volume: 262
Pages: 668-676
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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