2012 Fiscal Year Research-status Report
火山噴火の爆発性とマグマの変形集中の定量的関係の解明
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24740299
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
奥村 聡 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40532213)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | マグマ / 脱ガス / 変形集中 / その場X線CT / 揮発性成分 |
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| Research Abstract |
火山噴火の駆動力は，マグマに含まれる揮発性成分の発泡である．しかし，流動するマグマ中では気泡中のガス成分が外部へ分離（脱ガス）を起こすため，噴火の駆動力は失われる．本研究は，流動・変形の局所化と脱ガス効率の関係を明らかにすることで，火山噴火の爆発性を支配する要因を解明することを目的としている．
そのために，まずは高温封圧下でのマグマの変形実験を行い，変形の局所化と気泡組織およびガス浸透率の変化を明らかにする．今年度は，申請者が独自に開発を進めている高温高圧下でマグマをねじり変形させ，かつＸ線透過法やＸ線ＣＴを用いることで変形をその場観察することができる，高温高圧ねじり変形装置の改造を進めた．具体的には，AE装置と複数のロードセルの設置である．前者は流動するマグマ中での破壊現象の観測，後者は実験圧力範囲の拡張のために行った．この装置を大型放射光施設SPring-8に設置して，流動するマグマのその場観察実験を行った結果，変形集中（X線透過法・CTによる観察）によってマグマが脆性破壊（AEによる観測）を起こし，さらにダイラタンシーによって増圧（ロードセル・変位計による観測）することを観測できた．来年度以降は，今年行った気泡－メルト系に結晶を加えて実験を行う．
さらに，異なる噴火様式で噴出した火山岩のサンプリングも進めた．さらに，複数の試料（雲仙普賢岳平成溶岩，十和田火山毛馬内火砕流中の黒曜石）については，水，二酸化炭素などの揮発性成分に加えて，準揮発性のアルカリ元素の分析も開始した．これらの分析から，変形集中帯と脱ガスの関係について実証的な研究を進める予定である．
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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
本年度計画の変形実験装置の改造，天然の火山岩試料の採取・分析準備は順調に進んだ．来年度（H25年度）予定の気泡－メルト系に結晶を加えた実験の予備実験も開始することができた．さらに，複数の火山岩試料については，水や二酸化炭素，リチウム，セシウムなどの分析を開始することができた．以上から，研究実施計画をおおむね順調に実施できたと言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
ほぼ完成した変形実験装置システムを利用して気泡と結晶を含むマグマ（固気液三相流体）の変形実験を精力的に行う．また，多くの多様な火山岩試料を集めることで，より詳細に変形集中と脱ガスの関係を検討したい．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
該当なし
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Research Products
(5 results)
