水で飽和した間隙質岩石と高温の岩石と接触したときに生じるAE

• Project/Area Number: 07226214
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Nihon University Junior College
• Principal Investigator: 柳谷 俊 日本大学短期大学部, 助教授 (00259128)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉野 隆 日本大学短期大学部, 助手 (60269496) ; 畑中 勝守 日本大学短期大学部, 専任講師 (10259129)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 1995: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 水蒸気爆発 / 帯水層とマグマの接触 / 水で飽和した岩石 / クレーター状の破壊 / 水蒸気圧による破壊

Research Abstract

フィールドでは帯水層と上昇してきたマグマの接触によって水蒸気爆発が誘起されるが、これを水で飽和した間隙質岩石の水の相転移を伴う熱的な破壊現象ととらえて,室内で模擬するため,以下の2つのタイプの実験をおこなった;(1)水で飽和した岩石へのレーザ光の照射実験,(2)マイクロウェーブ・オ-ブンの中での水で飽和した岩石試験の急速な加熱。
(1)の実験では25W〜1000Wの範囲のCO_2レーザをつかい,様々な岩石の表面を急速に加熱した。このとき岩石の表面には,溶融と熱応力によるクレータ状の巨視的な破壊が発生するが,その大きさは照射したレーザ光の強さに対応することがわかった。
(2)の実験では試料、すなわち岩石と試料の幾何学的形状と大きさを調製すれば,爆発的挙動にいたるものがあった。爆発を引き起こした試料の中心部には球状の空洞がきれいに生じ,同心円状に乾燥して白くなったゾーンがそれをとりまいていた。このことは水の沸騰によって生じた水蒸気圧によって生じた引っ張り破壊が爆発的な不安定挙動の原因であることを示しており,加熱レートと岩石の透水性が爆発を支配する要因であることがわかった。