2021 Fiscal Year Research-status Report
Catastrophic caldera forming eruption revealed by petrological and experimental study of lubrication of crystal-mush
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21KK0055
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
奥村 聡 東北大学, 理学研究科, 准教授 (40532213)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
並木 敦子 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (20450653)
新谷 直己 東北大学, 理学研究科, 助教 (80880103)
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| Project Period (FY) |
2021-10-07 – 2024-03-31
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| Keywords | カルデラ噴火 / クリスタルマッシュ / 発泡 / 流動化 / 減圧実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大量のマグマを地表へ噴出し地表環境を劇的に変化させる巨大カルデラ噴火は，発生の頻度は低いが将来も必ず発生する．カルデラ噴火では，ほぼ固結し流動性を失ったマグマが噴出することがある．冷たい地殻内部で大量のマグマが形成される過程では，マグマが冷却し結晶化が進み，必然的にクリスタルマッシュが形成される．本研究はマグマ中に存在する気泡がクリスタルマッシュを流動化させ，その結果地表へマグマが上昇可能になるという説を検証するために，カルデラ噴火の噴出物解析，クリスタルマッシュの流動化実験，さらに流動のモデル化を行うことを目的としている．本年度は，新たにシリンジポンプを購入し，既存の水熱合成装置と連結することで効率的な実験システムの構築を進めた．この実験システムを利用して，流紋岩メルトと結晶を混合したマグマを作成し減圧発泡実験を行った．その結果，マグマ中に気泡が形成され流動化するのは減圧率が高い場合であることが分かった．一方で，減圧率が小さい場合や段階的に減圧が進む場合には，形成された気泡がマグマから分離してしまうことが分かった．今後，実際のカルデラ噴火の条件（温度，圧力，減圧履歴）での実験を進める．また，次年度以降に研究対象とするカルデラ噴火の選定も進めた．すでに明らかにされているマグマ温度やマグマだまり圧力などを参考に，複数の噴火が候補に挙がっている．次年度以降，これらの試料の解析を進め，減圧履歴などが抽出可能な噴火を制約し減圧実験を行う．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り，シリンジポンプの設置，実験システムの構築を終えることができた．また対象とするカルデラ噴火の選定についても予定通りに進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
実験システムの構築は終えており，すでに実際の実験も開始できている．対象とするカルデラ噴火の選定についても順調に進んでおり，大きな障害はない．アメリカ滞在はコロナ感染の状況次第であるが，これまでの状況からすると問題無く滞在し研究を進めることができると考える．難しくなった場合は可能な時期で対応するか，翌年度に長期滞在することで対応する．
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