| 研究課題/領域番号 |
22K18726
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
長谷川 健 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (00574196)
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| 研究分担者 |
山崎 雅 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, 主任研究員 (30760235)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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| キーワード | 巨大噴火 / カルデラ / マグマ / 古地磁気 / 噴火継続時間 / マグマ滞留時間 / 超巨大噴火 / 弾性体モデル / 滞留時間 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
人類未体験とされる超巨大噴火が本当に存在したのかを検証する。地層に残された堆積物から超巨大噴火が過去の地球で起きたとされるが、人類はそれを目撃したこともなければ歴史にも残っていない。本研究は、これまで過大に想定されていた噴火規模やマグマ溜まりの規模に上限値を与えうる研究であり、既存モデルの大幅な見直しだけでなく、原発や地層処分における評価基準の見直し等にも貢献する。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は“人類未体験”と言われている超巨大噴火（噴出量>1000 km3）が、本当に存在したのかどうか？を検証することである。超巨大な量の噴火堆積物が存在しても、それが一瞬で噴出・堆積したことが証明できなければ、超巨大噴火とは言えない。仮にそれが、100年かけて断続的にゆっくり噴出・堆積したのであれば超巨大噴火ではない。超巨大噴火とされる堆積物の代表例は、北米のイエローストーン火山周辺に認められ、約200万年前に、3,000 km3以上のマグマを噴出してできたとされる。しかし、約200万年前において、何日間、あるいは何年間かけて噴出・堆積したのか？について定量的には全く分かっていない。また、一瞬で3,000 km3のマグマを噴出するためには、地下に同量のマグマを溜めて置かなければならないが、そのような超巨大マグマ溜まりを地殻浅部に維持することは可能なのか？これらの不明点を検証する。
R4年度は、イエローストーン火山地域において約200万年前に噴出したハックルベリーリッジタフ（HRT: 噴出量3,000 km3以上）の現地調査とサンプル採取を行った。HRTは、先行研究によって、下位からA～Cの3つのユニットに区分されている。仮にこれらのユニット境界に数十年以上の時間間隙があれば、上下ユニットが記録する古地磁気方位に差異が認められるはずである。ユニット境界に焦点を絞り、3つの地点で、合計100個の定方位（古地磁気測定用）サンプルを採取することができた。これらのサンプルの自然残留磁化(NRM)を試験的に測定した結果、ユニット境界で磁化方位の明瞭な際を認めることができ、HRTの噴出・堆積は数十年以上に及んできた可能性が指摘できた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
計画当初の予定通り、北米のイエローストーン火山地域において約200万年前に噴出したハックルベリーリッジタフ（HRT: 噴出量3,000 km3以上）の現地調査とサンプル採取を行うことができた。さらに、これらのサンプルを試験的に測定し、計画当初のアイデア、すなわち噴出量1,000 km3以上の超巨大噴火は存在しない可能性を指摘できるデータを得ることができた。以上の理由から、おおむね順調に進展していると判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
R5年度は、R4年度の採取したハックルベリーリッジタフ（HRT）の本格的な古地磁気分析を行う。先行研究や本研究の試験的な分析結果から、HRTは地磁気エクスカーション（地磁気の永年変化率が通常時よりも速い）イベントの最中に噴出した可能性が高いと考えられるため、噴出・堆積に要した時間の見積もりの際には、地磁気変化速度の検証も必要である。この点に留意しながら古地磁気分析結果の解析を進めていく。HRTの噴出・堆積に要した時間が数十年～100年以上であると確定できた場合は、最下位ユニットであるAと、最上位ユニットであるCを構成するマグマ物質（軽石）に含まれる鉱物（斜長石、輝石、石英、など）の元素拡散を利用して、マグマ溜まりの滞留時間を求める。
地球上で認められるもう一つの超巨大噴火の例であるインドネシアのトバ火山の文献調査を開始し、現地調査とサンプル採取を試みる。
また、研究分担者の協力を得ながら、地殻弾性体モデルによるマグマ滞留シミュレーションマグマを実施する。
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