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2010 年度 実績報告書

火山噴火様式の分岐を支配する火道浅部脱ガス機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21340155
研究機関東北大学

研究代表者

中村 美千彦  東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (70260528)

研究分担者 栗谷 豪  東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (80397900)
安井 真也  日本大学, 文理学部, 准教授 (90287566)
キーワード爆発的噴火 / 脱ガス / 桜島火山 / CO2フラクシング / ナノライト / ブルカノ式噴火 / 黒曜岩
研究概要

火山噴火の様式(爆発性)の多様性は、しばしば火動浅部での過剰圧の蓄積と放出によって支配される。過剰圧はマグマの上昇減圧による揮発性成分の析出や供給によって発生し、放出は脱ガスによって行われる。本年度は、天然の噴出物の解析と高圧実験によってこれらの素過程を明らかにした。(1)桜島火山の大正噴火噴出物のメルト包有物には、単純な脱水作用で予想されるよりも高い二酸化炭素が含まれており、近年世界各地の火山で見いだされているCO2-fluxingが起こっていることがわかった。(2)移流拡散モデルによって、CO2-fluxingによるマグマの揮発性成分濃度、および火山ガス組成変化の基本的な性質を明らかにした。(3)高温高圧実験によって、CO2-fluxingによりマグマ溜りでの気泡の成長が起こり、噴火が誘発される程度のマグマの密度低下がもたらされ得ることがわかった。(4)桜島大正噴火噴出物には、磁鉄鉱とともに硫化鉱物包有物が含まれ、それが噴火直前の酸化作用によって不安定化していることが明らかとなった。(5)火道浅部で脱水が進んだ珪長質マグマでは、メルトの脆性破壊が起こることが知られており、その破砕面が脱ガスの通路となる。流紋岩質メルトの破断面のヒーリング実験を行い、その速度が、メルトの粘性流動によって基本的に支配されていることが明らかとなった。破断面のヒーリングの時間ヌケールは、マグマが拡散脱水して黒曜岩などにみられる縞状構造を作るのに十分な時間であり、また火山性地震の発生間隔と矛盾しないことがわかった。(6)桜島昭和火口から噴出した火山灰・軽石の石基には、長さ数ミクロン、幅数百nm以下のナノライトが含まれることを見出した。ナノライトの結晶量や形状、数密度、化学組成は噴出物によって異なり、ブルカノ式噴火直前の火道浅部に形成される"ガスだまり"の物理化学条件を反映している可能性があることがわかった。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (19件)

  • [雑誌論文] 桜島火山および姶良カルデラ噴出物の全岩化学組成2011

    • 著者名/発表者名
      高橋正樹・大塚匡・川俣博史・迫寿・安井真也・金丸龍夫・大槻明・島田純・厚地貴文・梅澤孝典・白石哲郎・市来祐美・佐竹紳・小林哲夫・石原和弘・味喜大介
    • 雑誌名

      日本大学文理学部自然科学研究所研究紀要

      巻: 46 ページ: 133-200

  • [雑誌論文] Fractvre healing in a magma : An experimental approach and implications for volcanic seismicity and degassing2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura, S., M.Nakamura
    • 雑誌名

      Jour.Geophys.Res.

      巻: 115-B09209

    • DOI

      doi:10.1029/2009JB000834

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shear deformation experiments on vesicular rhyolite : Implications for brittle fracturing, degassing, and compaction of magmas in volcanic conduits2010

    • 著者名/発表者名
      Okumura, S., M.Nakamura, T.Nakano, K.Uesugi, A.Tsuchiyama
    • 雑誌名

      Jour.Geophys.Res.

      巻: 115-B06201

    • DOI

      doi:10.1029/2009JB006904

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemically driven growth and resorption of bubbles in a multivolatile magmatic system2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura, S., M.Nakamura
    • 雑誌名

      Chemical Geology

      巻: 276 ページ: 18-28

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 桜島火山大正噴火の準備過程-磁鉄鉱化学組成からの制約-2010

    • 著者名/発表者名
      中村美千彦, 田村翔, 伊藤嘉紀, 奥村聡, 井口正人, 味喜大介
    • 雑誌名

      京都大学防災研究所年報

      巻: 53B ページ: 261-267

  • [雑誌論文] Geochemical evolution of historical lavas from Askja Volcano, Iceland : implications for mechanisms and timescales of magmatic differentiation2010

    • 著者名/発表者名
      Kuritani, T., Yokoyama, T., Kitagawa, H., Kobayashi, K.Nakamura, E.
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 75 ページ: 570-587

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Internal differentiation of Kutsugata lava flow from Rishiri Volcano, Japan : processes and timescales of segregation structures' formation2010

    • 著者名/発表者名
      Kuritani, T., Yoshida, T., Nagahashi, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Volcanology and Geothermal Research

      巻: 195 ページ: 57-68

    • 査読あり
  • [学会発表] Voluminous juvenile lithic fragments in the pumice-fall deposit of the 1108 eruption of Asama volcano : Evidence of repeated compaction and fragmentation in the shallow conduit2010

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, M., T., Kichise, M.Yasui, Y.Nagahashi, T., Y
    • 学会等名
      American Gophysical Union Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco USA
    • 年月日
      20101213-20101217
  • [学会発表] Evolution of microstructure of bubbles and gas permeability in sheared rhyolite2010

    • 著者名/発表者名
      Okumura, S., M.Nakamura, T.Fujioka, A.Tsuchiyama, S.Takeuchi, T.Nakano, K.Uesugi
    • 学会等名
      American Gophysical Union Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco USA(INVITED)
    • 年月日
      20101213-20101217
  • [学会発表] 噴火メカニズム系統樹作成の試み:噴火様式の分岐点の整理と理解に向けた叩き台として2010

    • 著者名/発表者名
      中村美千彦
    • 学会等名
      日本火山学会秋季大会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      20101009-20101011
  • [学会発表] 桜島から噴出している火山礫のミクロ/ナノ構造:"ガス溜まり"の実体とそのブルカノ式噴火機構への意義2010

    • 著者名/発表者名
      中村美千彦・大槻静香・味喜大介・井口正人
    • 学会等名
      日本火山学会秋季大会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      20101009-20101011
  • [学会発表] マグマ破断面のヒーリング実験による周期性火山性地震の発生機構の解明2010

    • 著者名/発表者名
      吉村俊平・中村美千彦
    • 学会等名
      日本火山学会秋季大会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      20101009-20101011
  • [学会発表] 浅間前掛火山十二世紀大規模噴火の噴火推移の再検討2010

    • 著者名/発表者名
      高橋正樹・安井真也・黒澤貴之
    • 学会等名
      日本火山学会秋季大会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      20101009-20101011
  • [学会発表] 那須茶臼岳火山にみられる火砕成溶岩2010

    • 著者名/発表者名
      南雲旭・高橋正樹・安井真也
    • 学会等名
      日本火山学会秋季大会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      20101009-20101011
  • [学会発表] 桜島火山歴史時代の大規模噴火の火口近傍プロセス-安永噴火と大正噴火の比較-2010

    • 著者名/発表者名
      安井真也・高橋正樹・島田純, 味喜大介・石原和弘
    • 学会等名
      日本火山学会秋季大会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      20101009-20101011
  • [学会発表] 浅間前掛火山天明・天仁噴出物の斑晶斜方輝石の組成累帯構造とマグマ溜りプロセス2010

    • 著者名/発表者名
      市川美弥・高橋正樹・安井真也
    • 学会等名
      日本火山学会秋季大会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      20101009-20101011
  • [学会発表] Bifurcations of eruption processes : An overview with a case study of the Asama volcano2010

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, M.
    • 学会等名
      Tohoku University G-COE symposium 2010 : Dynamic Earth and Heterogeneous Structure
    • 発表場所
      Sendai(INVITED)
    • 年月日
      20100713-20100715
  • [学会発表] Experimental constraints on the permeable gas transport in ascending magmas2010

    • 著者名/発表者名
      Okumura, S., Nakamura, M., Nakano, T.
    • 学会等名
      Tohoku University G-COE symposium 2010 : Dynamic Earth and Heterogeneous Structure
    • 発表場所
      Sendai(INVITED)
    • 年月日
      20100713-20100715
  • [学会発表] Bubble growth and resorption driven by chemical interaction in the H2O-CO2-rhyolite system2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura, S., Nakamura, M.
    • 学会等名
      Tohoku University G-COE symposium 2010 : Dynamic Earth and Heterogeneous Structure
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      20100713-20100715
  • [学会発表] 流動に伴う発泡したマグマの密度変化:変形実験からの制約2010

    • 著者名/発表者名
      中村美千彦
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      20100523-20100528
  • [学会発表] 浅間前掛火山における爆発性の分岐条件:1108年噴火の降下軽石層に含まれる石質岩片からの制約2010

    • 著者名/発表者名
      中村美千彦
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      20100523-20100528
  • [学会発表] 桜島火山大正噴火のマグマの揮発性成分量と噴火ダイナミクス2010

    • 著者名/発表者名
      中村美千彦
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      20100523-20100528
  • [学会発表] 中国北東部・大陸内部火山におけるマグマ生成条件2010

    • 著者名/発表者名
      栗谷豪
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      20100523-20100528
  • [学会発表] スラブ由来超臨界流体によるOsの輸送:利尻火山・アルカリ玄武岩からの制約2010

    • 著者名/発表者名
      栗谷豪
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      20100523-20100528
  • [学会発表] 気泡が存在するマグマ体における選択的結晶分化作用:利尻火山・沓形溶岩流2010

    • 著者名/発表者名
      栗谷豪
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      20100523-20100528
  • [学会発表] 浅間黒斑火山仙人溶岩グループにみられるアグルチネート2010

    • 著者名/発表者名
      安井真也
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      20100523-20100528

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公開日: 2013-06-26  

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