溶岩流の流動モデルを火道側に発展させた非爆発的噴火の噴火・流動結合モデルの開発

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パホイホイ溶岩は複数の冷却ユニットを持つため、その挙動を理論的にうまく説明したモデルはなかった。そこで本研究では、マグマを模擬した流体(パラフィン)を用いて室内実験を行うことで、次のような新たな物理モデルを構築した:(1)toeは冷却の殻が成長するまで粘性流体として流動する。(2)溶岩の流入が続いていても、殻が成長すると先頭が停止する。(3)行き場を無くした溶岩は膨張(インフレーション)し、内部に過剰圧を蓄える。(4)これが殻の強度を超えると、新しい流れユニットを作る。この物理モデルは実験結果だけでなく、ハワイの溶岩流のtoeやlobeのサイズ分布をうまく説明できた。その結果、パホイホイ溶岩流がなぜ全体として一つの流体のように振舞うかが、初めて理論的に明らかになった(Miyamoto and Crown, 2006)。全体として一つの流体として振る舞うのであれば、地形の影響を適切に考慮した数値流体モデルを用いた検討が重要となる。そこで数値発散を押さえて現実的な計算コストで地表面を流れる流体の数値モデルを開発した(Miyamoto et al., 2007)。