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気泡の上昇・結晶の沈降に伴うマグマ対流

由于气泡上升和晶体沉降而产生的岩浆对流

基本信息

批准号：
05231217
负责人：
深尾良夫
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05231217/
关键词：
マグマあぶく対流プリューム

项目摘要

平成5年度は、マグマ溜まり内部の微粒子(気泡・結晶)の上昇・沈降によって引き起こされる流体運動について、非定常非線形数値解法の改良および大型計算機によるシミュレーションを行った。その結果、マグマ溜まりの運動のダイナミクスとマグマ混合について以下の示唆を得た。(1)マグマの粘性が極端に低い場合、もしくは気泡や結晶のサイズが大きい場合にはこれら微粒子はマグマ中を静かに素通りするだけマグマ溜まり全体におよぶ対流は励起されない。このような状況では、マグマは気泡の運度によって乱されにくく、混合のスケールの小さな比較的均質なマグマが維持・保存されることが期待される。これは、中央海嶺から低粘性のバサルトが連続的に生成・噴出される状況などにあてはまるかもしれない。(2)マグマの粘性が比較的高い、あるいは気泡・結晶のサイズが小さい場合には、気泡や結晶の水平分布のゆらぎによってマグマ溜まり全体におよぶ対流が励起される。このときマグマ溜まり内部で鉛直方向にマグマ混合が促進されることが期待される。(3)マグマの粘性がかなり高い場合、もしくは気泡・結晶のサイズがごく小さい場合、気泡・結晶はもはや個々に移動することができず集積し、塊状のプリュームを形成して移動する。このときプリューム自体は気泡・結晶のミクロ運動(ストークス運動)よりもはるかに高速で運ばれ得る。このときマグマ混合のスケールは大きくなり不均質なマグマが生成されることが予想される。この状況は、島弧火山では一般的に見られる、高粘性のデイサイト質マグマの底部からバサルト質マグマが供給され発砲・結晶化を起こしながらマグマ混合を起こす場合のメカニズムとなり得ると考えられる。特にこのメカニズムでは、個々の気泡・結晶がごく小さくてミクロな移動速度が小さい場合でも、巨視的には十分高速でマグマが輸送・混合され得る点で重要である。またこれら微粒子の上昇・沈降が引き起こす流体運動は、それまで熱的には静かだったマグマ溜まりを再び不安定化させ、噴火のトリガーになり得ることも示唆している。今後は、外部に巨視的な流れ場(例えば熱対流やマグマ噴出に伴う流れなど)があった場合に、気泡・結晶のミクロな運動とどのように相互作用しながら新しい流れ場がつくられていくかについて数値実験を行う予定である。

The rise and fall of microparticles (bubbles and crystals) inside the 2015 は、マグマまり flow Improved body motion and unsteady non-linear numerical value solution method for large-scale computers. The result of その, the movement of マグマまりののダイナミクスとマグマmixed について following のshows instigation をget た. (1) The viscosity of the material is extremely low and the viscosity of the material is extremely low.らMicroparticles はマグマ中をstatic かに素通りするだけマグマ slip まりAll におよぶ対流は stimulating されない.このような Status では, マグマは気波の Fortune によって乱されにくく, mixed のスケールの小さなComparative homogeneous なマグマが maintain and preserve されることがexpect される.これは、Central sea ridge からlow viscosity のバサルトが连続にGeneration・Ejection されるcondition などにあてはまるかもしれない. (2) The viscosity of the maize is relatively high, the bubble and crystallization are small, and the viscosity is relatively high. The horizontal distribution of the crystallization of the bubbles is the same as the horizontal distribution of the water.このときマグとまり内でvertical directionにマグマmixがpromoteされることがlook forward to される. (3) When the stickiness of the maize is high, the bubbles are soft and the bubbles are crystallized, and the bubbles are small・Crystal はもはやpiece 々にmovable することができずassembleし, block のプリュームをformed してmovable する.このときプリュームautogenous bubble・crystallized のミクロmotion (ストークス体育) よりもはるかにHIGH SPEED で Transportばれgetる. The このときマグマmixed のスケールは大きくなりheterogeneous なマグマが generates されることが yu want to される.このSTATE は, island arc volcano では normal に见られる, high viscosity のデイサイト性マグマの Bottom からバサルト性マグマがSupplyされ発ムとなり得ると卡えられる. Special にこのメカニズムでは, individual 々の気が・Crystal がごく小さくてミクロなMovement speed is small It is very important to convey and mix the material at a very high speed due to the large size of the scene.またこれらThe rise and fall of microparticles がinduced きこすfluid motionは、それまで热にはquiet かだっThe たマグマまりをzaiびstabilized させ, the fire-breathing のトリガーになり got ることも见憆している. From now on, there will be a large-scale view of the flow field from the outside (such as the flow of hot water and the flow of water with the flow of water), and the bubble and crystallization field.クロなmotion とどのようにinteraction しながら新しい流れfieldがつくられていくかについて number値実験を行う为定である.