| 研究課題/領域番号 |
19K04014
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分17040:固体地球科学関連
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
石橋 秀巳 静岡大学, 理学部, 准教授 (70456854)
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| 研究分担者 |
奥村 聡 東北大学, 理学研究科, 准教授 (40532213)
安田 敦 東京大学, 地震研究所, 准教授 (70222354)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 爆発的噴火 / 苦鉄質マグマ / マイクロライト / 結晶作用 / レオロジー遷移 / 噴火様式 / 斜長石 / 破砕 / 脱ガス / レオロジー / 火道浅部 / 石基 / 減圧結晶作用 / マグマ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
低粘性で脱ガスしやすいはずの苦鉄質マグマが何故，激しい爆発的噴火をおこすのか？近年の研究では，火道上昇過程での減圧結晶作用（マグマの減圧に伴う脱ガスに駆動される結晶作用）による結晶量の増加が，マグマのガス浸透率やレオロジー等の物性に著しい影響を及ぼし，その結果，噴火様式を変化させると考えられている．しかし，火道上昇中に結晶作用がどのように進行するのか，またマグマの物性が深さとともにどう変化するのかは理解不十分である．そこで本研究では，天然スコリア中の石基鉱物の組織・化学組成分析を行い，その結果に基づいて火道上昇中の減圧結晶作用の進行過程と物性変化，そして爆発的噴火の発生メカニズムを検討する．
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| 研究成果の概要 |
苦鉄質マグマの爆発的噴火を引き起こす火道浅部過程を検討するため，国内の複数の爆発的噴火によるスコリアについて石基組織解析・化学分析を行った。その結果，同一噴火同一層準から採取したスコリアの間でも，石基鉱物の結晶量や数密度が大きく変動することが一般的であることがわかった。そして，結晶量の変動範囲が固体‐液体レオロジー遷移のおこる閾値を跨ぐことから，固体的にふるまうマグマと液体的にふるまうマグマが同時に噴出している可能性が示唆された。また，H2O飽和条件下での斜長石リキダスを正確に予言する方法を確立し，これを伊豆大島1986年B噴火のスコリアに適用して，その破砕深度の推定を試みた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で調べた全ての噴火において，石基結晶量に固体-液体遷移の閾値を跨ぐ大きい変動が確認できたことは，苦鉄質マグマの噴火メカニズムの解明に向けた重要な進歩と言えよう。本研究によって洗い出された，石基組織の多様性の形成過程および異なる物性のマグマが同時に破砕するメカニズムは，今後解明すべき重要な課題である。一方で石基ガラス組成から破砕深度を制約する手法は，まだ解決すべき問題もあるものの，学術的だけでなく防災の観点でも有用になるポテンシャルがある。現在，火山灰の特徴から噴火推移を予測する試みが進められているが，この手法はその実現を促進するものと期待できる。
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