2020 Fiscal Year Annual Research Report
爆発的火山噴火を誘発するマグマの破砕メカニズムの解明と噴火推移予測モデルの構築
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18H01296
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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, 准教授 (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)
伊藤 正一 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60397023)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | マグマ破砕 / 爆発的噴火 / 減圧結晶化実験 / 噴火推移予測モデル / 脱ガス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
火山噴火の爆発性を決定づけているのは，地表へ上昇するマグマの破砕である．マグマ破砕は高粘性流体であるマグマの流れを，マグマの飛沫を含む低粘性ガス流へと変化させることで爆発的噴火を引き起こす．破砕メカニズムには，マグマ中に形成された気泡の体積が十分に大きくなった場合と気泡の急成長によってマグマが脆性的挙動を示す場合が考えられているが，どのようなメカニズムで爆発的噴火が誘発されているかは未解明である．本研究では，どのような破砕メカニズムが爆発的噴火を誘発しているか明らかにするために，マグマ中の微結晶形成を利用したマグマ圧力計を実験的に作成し，それを国内3火山の爆発的噴火の噴出物に応用することでマグマが破砕した圧力を決定する．そして，得られたマグマ破砕圧力を説明できる破砕メカニズムを明らかにし，噴火推移予測モデルを構築することが最終目標である．本年度は，（１）桜島大正噴火を模擬したマグマ減圧実験を開始し，実験の出発物質や減圧条件を検討した．さらに（２）新燃岳2011年噴火を再現する数値実験を行い，実際の噴出物や地球物理観測データをもとにマグマ破砕条件の推定を進めた．今後，有珠1977年噴火・桜島大正噴火についても実験，観測，シミュレーションの比較を進め，マグマ破砕条件を明らかにする．
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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
減圧結晶化実験，物理モデルの構築および数値シミュレーションは予定通りに進んでおり，研究計画の予定通り新燃岳2011年噴火，有珠1977年噴火，桜島大正噴火のマグマ上昇過程の再現を終えることができる見通しである．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り，桜島大正噴火の減圧結晶化実験を進め，物理モデルとの比較を進める．実験システムの構築はすでに終わっており，物理モデルもほぼ完成している．研究を推進する上で大きな障害は見当たらない．
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