| 研究課題/領域番号 |
62420011
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| 研究種目 |
一般研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
固体地球物理学
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
藤井 直之 神戸大学, 理学部, 教授 (60011631)
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| 研究分担者 |
宮本 正道 東京大学, 教養学部, 講師 (70107944)
前川 寛和 神戸大学, 理学部, 助手 (50173696)
伊東 敬祐 神戸大学, 理学部, 教授 (00030792)
宇井 忠英 神戸大学, 理学部, 教授 (10007164)
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| 研究期間 (年度) |
1987 – 1988
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| キーワード | 噴火の素過程 / 液相網の連結 / 臨界液量 / マグマの破砕と発泡 / マグマの噴出 / 不安定化機構 |
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| 研究概要 |
本研究では、上部マントル内で形成された部分溶融体中の液相が、相互に連結したネットワークを作る過程から、マグマの上昇の移動過程、そしてマグマ溜りから火道を通って噴出するまでの過程を噴火現象とみなした。そしてそれぞれに関する素過程を取り上げて、理論的・モデル的な考察を行った。そのために、噴火の素過程に関しての全てを網羅したわけではないが、個々の過程における重要な因子を明確にするという観点からの研究を目指した。
まず、上部マントル内で、温度上昇もしくは圧力低下の局在によって生じた部分溶融体中の液相が固相と分離する臨界液量を理論的に推定した。そして、この臨界液量が鉱物組成を液の化学組成で決まる比界面エネルギーによって支配され、液相ネットワークの連結度が重要な因子であるとの結論を得た。その際、液の安定な分布を決めるために、新しく多種粒界浸透モデルを導入した。
次に火山の空間分布が一様な等間隔ではなくフラクタル的であるという解析結果を得て、上部マントル内の浮力に起因した不安定化機構による説明を試みた。また、噴火の時間間隔は上昇する部分溶融体中に現われる非線形波動のふるまいによっていると推論した。とくに、84万年にわたるハワイのホットスポットから、数十〜数百年間における一つの複成火山活動の一部分にいたるまで、ある種の階層構造が内在していると考えられる。
さらに、マグマ溜りから噴出する場合、マグマ中の揮発性成分やマグマの上昇速度、過冷却状態によって決まる。マグマの破砕過程における粒径分布の重要性を指摘した。それは噴煙柱のダイナミクスにとっての初期条件を与える重要なものと考えられよう。
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