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本研究の主目的は、地殻下のマグマ溜り内において、どのような時間スケールでマグマの熱・物質進化が進行するのかについて、定量的な理解を得ることである。その目的達成のため、昨年度は、親子関係であることが分かっている利尻火山の玄武岩質溶岩流と安山岩質溶岩流について、それぞれモデル年代の推定と噴出年代の測定を行い、その結果からマグマ進化の時間スケールを推定した。そこで本年度は、(1)玄武岩質溶岩流について、信頼性の低いモデル年代に代わり、炭素同位体を用いた噴出年代の決定を新たに行うこと、(2)得られたマグマ進化の時間スケールの情報を用い、マグマ溜まりの熱・物質進化を定量的に記述すること、を目的として研究を行った。まず(1)については、新たに利尻火山において、玄武岩質溶岩流の直下から炭化木を採取し、年代測定を行った。その結果、玄武岩質溶岩流の噴出年代は約3万年前であったことが判明し、既に得られている安山岩質溶岩流の噴出年代(約2万年前)の情報と併せ、マグマ進化の時間スケールは約1万年程度であることを明らかにした。さらに、マグマ溜まりの熱・物質進化についてのエネルギー保存・質量保存モデルを構築し、また溶岩流の岩石学的・地球化学的情報、及び推定した時間スケールの情報を境界条件として用いることにより、マグマ溜まり内における熱対流の熱流束・組成対流の体積流束・地殻物質のマグマ溜まりへの体積流束の変化を時間の関数として推定することに成功し、そしてマグマ溜まりの厚さは約1.7kmであったことも併せて推定された。ここまでの成果については、論文にまとめて投稿し、本年度中に受理に至った。
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