2010 Fiscal Year Annual Research Report
火山噴火様式の分岐を支配する火道浅部脱ガス機構の研究
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21340155
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中村 美千彦 東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (70260528)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
栗谷 豪 東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (80397900)
安井 真也 日本大学, 文理学部, 准教授 (90287566)
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| Keywords | 爆発的噴火 / 脱ガス / 桜島火山 / CO2フラクシング / ナノライト / ブルカノ式噴火 / 黒曜岩 |
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| Research Abstract |
火山噴火の様式(爆発性)の多様性は、しばしば火動浅部での過剰圧の蓄積と放出によって支配される。過剰圧はマグマの上昇減圧による揮発性成分の析出や供給によって発生し、放出は脱ガスによって行われる。本年度は、天然の噴出物の解析と高圧実験によってこれらの素過程を明らかにした。(1)桜島火山の大正噴火噴出物のメルト包有物には、単純な脱水作用で予想されるよりも高い二酸化炭素が含まれており、近年世界各地の火山で見いだされているCO2-fluxingが起こっていることがわかった。(2)移流拡散モデルによって、CO2-fluxingによるマグマの揮発性成分濃度、および火山ガス組成変化の基本的な性質を明らかにした。(3)高温高圧実験によって、CO2-fluxingによりマグマ溜りでの気泡の成長が起こり、噴火が誘発される程度のマグマの密度低下がもたらされ得ることがわかった。(4)桜島大正噴火噴出物には、磁鉄鉱とともに硫化鉱物包有物が含まれ、それが噴火直前の酸化作用によって不安定化していることが明らかとなった。(5)火道浅部で脱水が進んだ珪長質マグマでは、メルトの脆性破壊が起こることが知られており、その破砕面が脱ガスの通路となる。流紋岩質メルトの破断面のヒーリング実験を行い、その速度が、メルトの粘性流動によって基本的に支配されていることが明らかとなった。破断面のヒーリングの時間ヌケールは、マグマが拡散脱水して黒曜岩などにみられる縞状構造を作るのに十分な時間であり、また火山性地震の発生間隔と矛盾しないことがわかった。(6)桜島昭和火口から噴出した火山灰・軽石の石基には、長さ数ミクロン、幅数百nm以下のナノライトが含まれることを見出した。ナノライトの結晶量や形状、数密度、化学組成は噴出物によって異なり、ブルカノ式噴火直前の火道浅部に形成される"ガスだまり"の物理化学条件を反映している可能性があることがわかった。
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