Relationship between explosivity and driving force of eruption inferred from conduit geometry

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K04024
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 下司 信夫 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究グループ長 (70356955)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 割れ目噴火 / マグマ過剰圧 / マグマ上昇速度 / メルト包有物 / 三宅島 / 桜島

Outline of Annual Research Achievements

爆発的噴火の割れ目火道の構造を用いたマグマの過剰圧の推定や、その爆発性などの評価のため、三宅島火山およびそのほかの爆発的噴火の事例について調査を行った．
桜島大正噴火の噴火割れ目の構造の推測のために過去の地盤変動に基づく割れ目モデルのコンパイルと比較を行い、それらから得られた割れ目火道の規模などと、噴出物の層序やそれに沿った微細組織の変化から推測されるマグマ噴出率などとの比較をおこなった．マグマ減圧速度と噴出率、それに必要なマグマ過剰圧などの検討を,実際の噴出物の解析をもとに実施した．また、文献記録による噴火前の異常から推測される火道形成過程と、噴出物に記録されたメルト包有物の含水量や含水量プロファイルから得られるマグマ減圧率の比較検討を行い、マグマの上昇に伴う割れ目（ダイク）の形成過程を検討した．その結果、桜島大正噴火では、深さ数㎞の浅所に滞留していたマグマが、母岩を裂断して岩脈を形成するための過剰圧を獲得し、その過剰圧によって割れ目を通って急速に上昇したマグマが初期の軽石噴火となり、その後の過剰圧の低下によって上昇速度が低下したマグマによって軽石噴火後の火山灰放出期の活動が駆動されたとのモデルを提示することができた．
割れ目火道の構造観察事例として、伊豆半島西部に露出する大瀬崎南火道露頭の調査を実施し、割れ目火道の規模や周辺母岩の構造、噴出物との関係についてのデータを取得した．大瀬崎火道露頭では、少なくとも３つの火道構造を露頭で識別し、それぞれの火道岩脈の規模
（ダイク開口厚さ）、火道壁の構成岩相、火道を充てんする岩脈の発泡度、岩脈に記録された気泡の伸長方向とそれから推測されるマグマの流動方向などのデータを取得した．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

令和4年度は、引き続きコロナ感染症拡大のため十分な野外調査を実施できず、とくに当初計画にあった海外事例の現地調査によるデータ取得が実施できなかった．代替として桜島の割れ目噴火の噴出物・伊豆大瀬崎火道露頭の現地調査及び試料採取を行うとともに、その岩石学的解析によって割れ目噴火の爆発性とマグマ過剰圧・噴出率等との関連を解析することができた．

Strategy for Future Research Activity

三宅島や桜島といった割れ目噴火を引き起こした火山において、割れ目噴火の火道構造・噴出物の微細組織解析・観測された噴火推移のデータなどを統合し、噴出物から推測されるマグマ過剰圧と、火道構造の復元情報に基づく、割れ目噴火の爆発性の多様性モデルを構築・提示する．特に、これまでの研究で採取した噴出物におけるメルト包有物の含水量の微小領域分析に基づき、割れ目噴火噴出物のマグマの減圧速度の見積もりの情報を追加し、マグマ溜まり内のマグマ過剰圧と、火道内のマグマ上昇プロセス、地表における噴火の爆発性などの比較検討を行う．
外国渡航の制限緩和を受けて海外事例の調査は野外調査を引き続き検討するが、文献調査などによる情報収集も併せて実施し、最終的な目的である割れ目噴火の爆発性のモデル化に向けたデータ収集と解析を実施する．

Causes of Carryover

ひきつづき、新型コロナ感染症対策のため、国内外の野外調査や学会発表等に制限があったため、当初計画していた野外調査や学会出席等のための国内外旅費の執行に支障が生じたため、次年度使用額が発生した．令和5年度の対策緩和にともない、これらの野外調査や国内外の学会旅費としての使用、および最終年度における成果発表のための費用として使用する．