| 研究課題/領域番号 |
21K20386
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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 |
岩橋 くるみ 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, 研究員 (60909810)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| キーワード | マグマだまり / 噴火前駆過程 / マグマ混合 / 集斑晶 |
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| 研究実績の概要 |
火山の噴火様式を支配する主な要因の一つに、マグマの粘性がある。火山噴火においては、高温のマグマがマグマだまりに注入・混合することでマグマの粘性・密度が下がり、上昇の駆動力を得ると考えられている。そして、マグマの粘性は、マグマの温度・化学組成・結晶量によって決まることが知られている。したがって、火山の噴火様式を予測するためには、混合前のマグマだまりの温度・組成・結晶量を推定するとともに、それらがマグマの混合・加熱によってどのように変化するかを知る必要がある。
ここで近年、マグマだまりは液体に満たされたものではなく、結晶量の多い(> 50 vol.%)お粥状のものであると考えられている。本研究では、この結晶量の多いマグマだまりの粘性がマグマ混合の前後でどのように変化するのかを知るために、噴出物中の集斑晶に注目した。集斑晶は、複数の結晶が集まって形成される結晶の集合体であり、結晶量の多いマグマだまりの一部であると考えられている。
本年度は、まず天然の集斑晶を構成する結晶と結晶間の粒間メルトに対し、電子顕微鏡による組織観察・化学組成分析を実施した。試料は、雲仙火山の有史時代の噴火(1663年噴火、1792年噴火、1991-95年噴火)で噴出した集斑晶を使用した。
その結果、各噴火において結晶量の多いマグマだまりの温度が異なっていたことがわかった。さらに、各噴火におけるマグマ混合に関与したマグマの温度推定を通して、マグマ混合時のマグマだまりの加熱温度を制約することができた。また、本研究を進める中で、鉱物中の微量元素を定量するための新たな分析手法を開発した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度の成果として、雲仙火山1792年噴火、1663年噴火で噴出した集斑晶と斑晶鉱物から、各噴火におけるマグマ混合前のマグマだまりの温度と、マグマ混合に関与したマグマの温度・化学組成を制約したことが挙げられる。
また、本研究を遂行する中で、鉱物中に微量に含まれる元素濃度の定量手法を新たに開発し、同手法を使った集斑晶中の鉱物の分析も実施した。得られた結果は、各噴火の集斑晶の由来や加熱時間を推定する上で重要な手がかりとなっている。さらに、1792年噴火におけるマグマだまりの加熱時間について、斑晶鉱物の組織解析からおおよその値を見積もった．
上記のように、各噴火におけるマグマだまりの粘性変化を考える上で必要な、マグマだまりの温度・マグマ混合時のマグマだまりの加熱温度と加熱時間といった事項について順調に解明が進んでいる。これらのことから、本研究の進捗状況はおおむね順調であると評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は、引き続き天然の集斑晶の組織・化学組成分析を進めつつ、マグマだまりの加熱を模した実験に着手する予定である。実験では、集斑晶試料をマグマだまりの温度圧力条件下で加熱し、マグマだまりの粘性を支配するメルト化学組成・結晶量の変化を調べる。さらに、得られた結果を雲仙1663年噴火、1792年噴火、1991-95年噴火で噴出した集斑晶組織・化学組成と比較し、各噴火時のマグマだまりの加熱による粘性の変化について検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
マグマだまりを模した高温高圧実験のためのAuカプセルを購入する必要がある。また、研究によって得られた成果を論文・学会で発表するための費用や旅費として使用する予定である。加えて、もし実験に使用するための集斑晶試料が不足した場合は、その採取費用として使用する。
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