2020 Fiscal Year Annual Research Report

Volcanic eruption mechanism estimated from multivolatile diffusion behaviour

Research Project

Project/Area Number	20H01989
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	吉村俊平北海道大学, 理学研究院, 助教 (20706436)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	マグマ / 塩素 / 拡散
Outline of Annual Research Achievements	研究代表者の吉村は，噴出物中の石基ガラスの塩素濃度分布を調べることでマグマがかつて経験した脱ガス過程の履歴を詳細に読み取ることができることをこれまでの研究により見出していた．また，塩素の拡散の程度から，脱ガス現象が継続した時間を推定することができることも示していた．しかし，塩素の拡散速度の情報が十分に明らかになっていなかったため，時間スケールを解読することが困難であった．そこで本年度は塩素の拡散実験に取り組んだ．実験では，流紋岩室ガラスを塩素に富む流体中に置いてさまざまな温度で保持し，塩素を拡散させた．実験の結果，流紋岩質メルトに塩素は拡散していったが，それと同時にメルトは試料表面から腐蝕反応を受け，破壊されていった．すなわち，塩素に富む流体は反応性が高いため，塩素が拡散した部分のガラス部分も破壊された．そのため，拡散プロファイルの長さは常に短く，拡散係数を決定することが難しいことが判明した．この傾向は，含水量が高い条件ほど顕著であった．したがって，拡散速度を調べるには，ガラスを塩素に富む流体中に保持するのではなく，拡散カップル法を用いるなどの戦略が必要であると考えられる．なお，このような腐蝕反応が起こるということは，マグマ中に塩素を含む流体が発生するとマグマが破壊され，マグマに大きな組織変化が起こるということを示している．したがって，腐蝕反応も噴火を理解するうえで重要な素過程である可能性がある．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ガラスの腐蝕反応が進行したため，塩素の拡散係数の結果を得ることが難しかったが，腐蝕反応が起こるという新事実が見出され，それは本研究において重要な現象と考えられることから，研究全体の進捗の程度はおおむね順調と考えられる．
Strategy for Future Research Activity	今後は塩素の拡散係数を決定する際に，反応性ガスを用いない方法を模索し，実行する．また，天然噴出物の解析に着手し，塩素不均質から脱ガス履歴を解読を行う．