2020 Fiscal Year Annual Research Report
火山直下のマグマの状態と将来を知る方法の提案：粘弾性測定と浸透流・破砕の実験
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19H00721
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
並木 敦子 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (20450653)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥村 聡 東北大学, 理学研究科, 准教授 (40532213)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | マグマ / 気泡 / 実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では大きく分けて以下の４つのプロジェクトを行っている。以下にそれぞれの進行状況を記す。
１）低粘性マグマの粘弾性測定では気泡を含むマグマを1200℃に加熱し、レオメータを用いてその動的粘弾性を測定する。この計画については2019年度に玄武岩を溶かす為の炉を購入し、2020年度は測定用治具を開発した。高温炉をレオメータから離して置く必要があり、その為治具を長くする必要があり、これが測定中に偏心する為正しい粘弾性の値を得る事が難しくなっていた。特殊なアタッチメントを付ける事で偏心の問題を解決し、正しい測定値が得られるようになった。
２）高粘性シリシックマグマの粘弾性測定は2022年度から着手の予定であったが、予定を繰り上げて2020年度から測定装置の設計を始めた。2021年度には発注できるよう、詳細をまとめた。
３）高温高圧下でのマグマの浸透率測定は2019年度に測定装置を導入し、2020年度はキャリブレーションを行った。特に、常温では信用できる測定ができるようになった。
４）溶融マグマの破砕その場観察実験は2019年度にマグマを破砕する為の引張試験の方法を策定し、2020年度は950℃まで昇温可能な炉に穴をあけ、破砕の最中を高速度カメラで観察する為の光学系と照明について方法を検討した。また、応力・歪曲線を得る為のロードセル、レーザー変位計について検討した。これらを用いて予備的実験を行い、破砕の現場を撮影するとともに、応力歪曲線を得る事ができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
４つの課題ともに装置開発から取り組んでいる為に、予測しないトラブルが多いが、地道に解決しながら進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度以降は以下を目指す。
１）低粘性マグマの粘弾性測定では火山灰を用いてこれを焼結させながら粘弾性測定を行う。火山灰中には結晶があり、また、焼結の過程で気泡が封入されるため、気泡と結晶を含む３相のマグマの粘弾性が得られる予定である。
２）高粘性シリシックマグマの粘弾性測定は2021年度中に装置が納品されたので2022年度はこの装置のキャリブレーションを行う。
３）高温高圧下でのマグマの浸透率測定に関しては装置の開発に関する論文の出版を目指す。
４）溶融マグマの破砕その場観察実験についてはこれまでの実験結果を出版を目指す。
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