Experimental study of water solubility in andesitic magmas

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K04130
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17040:Solid earth sciences-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Yamashita Shigeru 岡山大学, 惑星物質研究所, 准教授 (30260665)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 岩石・鉱物・鉱床学 / マグマ / 水 / 高温高圧実験 / 噴火

Outline of Final Research Achievements

How much water can be dissolved in magmas? Previous studies on the solubility of water in magmas are biased towards magmas with several extreme compositions such as basalt and rhyolite, and there are almost no experimental data on andesitic magmas. To fill this data gap, a series of new high-pressure and high-temperature experiments were performed on typical arc andesitic magmas. The results of the experiments have shown that an existing popular solubility model underestimates the solubility of water in andesitic magmas by about 20%, and that the solubility of water in andesitic magmas is about 20% greater than that in rhyolite magmas at any given pressure and temperature conditions.

Free Research Field

岩石学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本邦の大規模な噴火を見ると、例えば桜島大正噴火のクライマックス、プリニー式噴火で大量に放出されたマグマは安山岩組成であった。2013年に始まり現在も続く西之島噴火で放出されているマグマも安山岩組成である。このように、本邦のようなプレート沈み込み帯の火山弧では安山岩マグマが大量に噴火している。こうした安山岩マグマ噴火のメカニズムを理解するのに必要な安山岩マグマへの水の溶解度データを、この研究は新たに提供することができた。この成果は、安山岩マグマ噴火が事象としてどのように時間発展するかの予測や噴火災害の減災に役立つものであり、特に本邦のような沈み込み帯の火山弧における社会的意義は大きい。