| 研究課題/領域番号 |
19K04024
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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 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
下司 信夫 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究グループ長 (70356955)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 割れ目噴火 / マグマ過剰圧 / マグマ上昇速度 / メルト包有物 / 三宅島 / 桜島 / 噴火 / 火道 / 火山 / マグマ / 爆発性 / 過剰圧 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
マグマの地表への通路である火道の形状やその中のマグマの過剰圧は、地表における火山噴火の激しさや噴出率をコントロールする重要な物理量であるが、活動的火山ではそれを直接観測することは不可能である。本研究では、噴火割れ目の形状からマグマの過剰圧を弾性変形モデルにより復元し、噴出物の分布・岩相などから噴火の爆発性やマグマ噴出率を復元し、さらに噴出物の発泡組織から火道内のマグマ中の気泡量を復元する。これらを総合して割れ目噴火の爆発性の多様性に対するマグマ過剰圧の影響を評価する。
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| 研究実績の概要 |
爆発的噴火の割れ目火道の構造を用いたマグマの過剰圧の推定や、その爆発性などの評価のため、三宅島火山およびそのほかの爆発的噴火の事例について調査を行った．
桜島大正噴火の噴火割れ目の構造の推測のために過去の地盤変動に基づく割れ目モデルのコンパイルと比較を行い、それらから得られた割れ目火道の規模などと、噴出物の層序やそれに沿った微細組織の変化から推測されるマグマ噴出率などとの比較をおこなった．マグマ減圧速度と噴出率、それに必要なマグマ過剰圧などの検討を,実際の噴出物の解析をもとに実施した．また、文献記録による噴火前の異常から推測される火道形成過程と、噴出物に記録されたメルト包有物の含水量や含水量プロファイルから得られるマグマ減圧率の比較検討を行い、マグマの上昇に伴う割れ目（ダイク）の形成過程を検討した．その結果、桜島大正噴火では、深さ数㎞の浅所に滞留していたマグマが、母岩を裂断して岩脈を形成するための過剰圧を獲得し、その過剰圧によって割れ目を通って急速に上昇したマグマが初期の軽石噴火となり、その後の過剰圧の低下によって上昇速度が低下したマグマによって軽石噴火後の火山灰放出期の活動が駆動されたとのモデルを提示することができた．
割れ目火道の構造観察事例として、伊豆半島西部に露出する大瀬崎南火道露頭の調査を実施し、割れ目火道の規模や周辺母岩の構造、噴出物との関係についてのデータを取得した．大瀬崎火道露頭では、少なくとも３つの火道構造を露頭で識別し、それぞれの火道岩脈の規模
（ダイク開口厚さ）、火道壁の構成岩相、火道を充てんする岩脈の発泡度、岩脈に記録された気泡の伸長方向とそれから推測されるマグマの流動方向などのデータを取得した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
令和4年度は、引き続きコロナ感染症拡大のため十分な野外調査を実施できず、とくに当初計画にあった海外事例の現地調査によるデータ取得が実施できなかった．代替として桜島の割れ目噴火の噴出物・伊豆大瀬崎火道露頭の現地調査及び試料採取を行うとともに、その岩石学的解析によって割れ目噴火の爆発性とマグマ過剰圧・噴出率等との関連を解析することができた．
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| 今後の研究の推進方策 |
三宅島や桜島といった割れ目噴火を引き起こした火山において、割れ目噴火の火道構造・噴出物の微細組織解析・観測された噴火推移のデータなどを統合し、噴出物から推測されるマグマ過剰圧と、火道構造の復元情報に基づく、割れ目噴火の爆発性の多様性モデルを構築・提示する．特に、これまでの研究で採取した噴出物におけるメルト包有物の含水量の微小領域分析に基づき、割れ目噴火噴出物のマグマの減圧速度の見積もりの情報を追加し、マグマ溜まり内のマグマ過剰圧と、火道内のマグマ上昇プロセス、地表における噴火の爆発性などの比較検討を行う．
外国渡航の制限緩和を受けて海外事例の調査は野外調査を引き続き検討するが、文献調査などによる情報収集も併せて実施し、最終的な目的である割れ目噴火の爆発性のモデル化に向けたデータ収集と解析を実施する．
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