水を含んだマグマの構造の実験的解明

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富士火山1707年の噴出物であるカルクアルカリ岩質安山岩に2wt.%の水を加えたガラスをピストンシリンダーで作成し、このガラス片を水とともにDACに封入し加熱した。実験に用いたバセット型外熱式ダイアモンドアンビルセルは、ダイアモンド全体を加熱するため小さな温度勾配を有するダイアモンドアンビルセルである。融解実験は混和条件よりも低圧条件で行った。シリケイト成分を溶かし込んだH2O中に、H2Oに飽和した安山岩マグマのグルビュールが生成される。様々な大きさののグロビュールが合体して大きくなっていく。ガスケットの試料部での厚さよりも大きなグロビュールは上下のダイアモンドに接していると考えられる。0.8GPa、1020℃で直径200マイクロメーターの大きさの安山岩マグマのグロビュールに100マイクロメーター角の赤外光を照射し、透過光を測定した。測定した赤外スペクトルの解析結果から以下の点が判明した。10重量%程度のH2Oを含んだマグマの近赤外領域のスペクトルは、4500cm^<-1>付近にSi-OHの伸縮振動があり、5200cm^<-1>付近にH2O分子の偏角振動がある。また、7200cm^<-1>付近には基本振動の倍音が見られる。シリケイトの骨格をなす、SiO2の基本振動などは、検出器(InSB)とビームスプリッター(CaF2)の守備範囲を超えるので見ることはできないが、H2O分子とOHイオンによる吸収を高温度条件で測定することが可能となった。