流体／固体遷移領域における発泡体破砕メカニズムの解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24656119
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 亀田 正治 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70262243)
• 連携研究者: 市原 美恵 東京大学, 地震研究所, 准教授 (00376625)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 火山爆発 / 破砕 / 気泡 / 粘弾性 / き裂

研究概要

マグマ模擬材料である酸素気泡入り水あめを用いて，急減圧にともなう破砕に対する粘弾性の影響を明らかにする実験を進めた．一連の実験を通して，我々は，マグマの粘弾性特性が流体的な性質を帯びるタイムスケールにおいても固体的な破砕（脆性的破砕）が発生することを見出した．マグマの粘弾性緩和時間と天然の火山噴火から見積もられる減圧特性時間との比較から，実際の火山では脆性的破砕が生じていると考えられる．
詳細な観察から，脆性的破砕は，試料内のガスがき裂から急激に放出することで発生すること，破砕を引き起こす試料内部で進展するき裂は，試料内の気泡分布が不均一な部分をきっかけに生じていることを明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] Delayed brittle-like fragmentation of vesicular magma analogue by decompression (2013)
  • 著者名/発表者名: Kameda, M., Ichihara, M., Shimanuki, S., Okabe, W., and Shida, T
  • 雑誌名: Journal of Volcanology and Geothermal Research 巻: Vol. 258 ページ: 113-125
  • DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2013.04.008
  • 査読あり
• [学会発表] Mechanism of delayed fragmentation of vesicular magma by decompression (2013)
  • 著者名/発表者名: Shida, T., Tsugo, M., Kameda, M. and Ichihara, M
  • 学会等名: IAVCEI 2013 Scientific Assembly
  • 発表場所: Kagoshima Prefectural Citizens Exchange Center, Kagoshima, Japan
  • 年月日: 2013-07-20
• [学会発表] 減圧による発泡マグマ模擬材料の破砕に対する試料構造の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 津郷光明,志田司,亀田正治,市原美恵
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ,千葉
  • 年月日: 2013-05-20
• [学会発表] 超音波による発泡粘弾性体内部のモニタリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 志田司,亀田正治,市原美恵
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2012
  • 発表場所: 東京大学柏キャンパス,柏
  • 年月日: 2012-08-09
• [学会発表] マグマ模擬材料を用いた固体/流体遷移領域での破砕過程の観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡部渉,志田司,亀田正治,市原美恵
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ,千葉
  • 年月日: 2012-05-20