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噴出物の発泡組織とマグマ減圧実験からみた火山爆発過程

从喷射物泡沫结构和岩浆减压实验看火山爆发过程

基本信息

批准号：
15038213
负责人：
佐藤博明
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Kobe University
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,マグマの発泡過程の中でも特に大規模火砕流噴火で生じる軽石と火由灰の気泡数密度の違いについて注目した研究をおこなった.これは,以前から定性的に記述されてきたことであるが、同じ噴火で生じる軽石と火山灰とでは気泡壁厚さが異なる点について,より定量的な取り扱いを世界で初めておこなった.気泡壁厚さから気泡数密度を見積もる手法として,気泡セルモデル(Proussevitch et al.1993)を用いた.これにより,発泡度(p)一定では気泡数密度(Nv)は気泡壁厚さ(d)の関数として,Nv=6(1-p^<1/3>)^3/[pai(1-p)d^3]とあらわされる.実際には2次元の気泡壁片の断面の厚さを計測してその分布を求め,それについてランダムな切片であることの補正をおこなった分布頻度を求め,それに上式を適用して各厚さクラスのNvを求めそれを合計して気泡数密度を求あることをおこなった.この気泡セルモデルの適用については,従来の方法の結果との較正をおこない,誤差範囲(約30%:300厚さ計測時)で一致することが明らかになった.次に,支笏カルデラSpf1火砕流試料をふるい分けし,それぞれの粒度について,気泡壁厚さを計測し,気泡数密度を求めたが,1-3φの火出灰の気泡数密度が小さく10^<13>m^<-3>程度であり,一方-1〜-3φの軽石については10^<15>m^<-3>程度でありより気泡数密度解大きいことが示された.気泡数密度はマグマの減圧速度の3/2乗に比例することが理論的にも.実験的にも近年示されており,今回の測定結果は,同じ噴火で生じた火砕物で主体を占める火山灰はより減圧速度の小さな条件で生じたもので,軽石はより大きな減圧速度で生じた,ということになる.従来,軽石と火山灰の生成条件の違いは特に考慮されず,軽石についての発泡組織の検討のみがおこなわれてきたが,今回の研究で,噴火産物の大半を占める火出灰の発泡組織の検討が重要であることが示された.今年度はさらに,姶良火砕噴火について,大隈降下火砕物,入戸火砕流堆積物,AT火出灰の3試料について,同様に粒度ごとの気泡壁厚さの計測をおこない。支笏と同様,より細粒の火山灰が小さな気泡数密度を示すことが明らかになった.

This year, the research on the development process of large-scale fire flow and fire spurt was carried out in the middle of the year. This is a qualitative description of the past. It is the same as the spitfire. It is the same as the volcanic ash. It is the bubble wall thickness. It is different from the point. It is the quantitative description of the world. The bubble wall thickness and bubble number density are discussed in detail below. The bubble density (Nv) of the bubble wall thickness (d) is constant,Nv=6(1-p^<1/3>)^3/[pai(1-p)d^3]. In fact, the thickness of the section of the two-dimensional bubble wall is measured and the distribution frequency is calculated, and the above formula is applicable to the calculation of the Nv of each thickness and the total bubble number density. The accuracy of the results of the previous method is consistent with the error range (about 30%:300 mm thick when measured). In addition, the particle size of the sample is measured, the bubble wall thickness is measured, and the bubble number density is calculated. The bubble number density of 1 -3φ of the sample is small to 10^<13>m^, and the number density of <-3>1 - 3 φ of the sample is large to 10 ^<15>m ^<-3>. The bubble number density is 3/2 of the pressure reduction rate. In recent years, it has been shown that the measurement results of this paper are the same as that of the main body of volcanic ash. The pressure reduction speed of volcanic ash is small and the pressure reduction speed of volcanic ash is large. In recent years, the formation conditions of volcanic ash and volcanic ash have been specially considered, and the investigation of vesicular tissue in volcanic ash and volcanic ash is very important. This year, the three samples of "good fire","fire","fire deposit","ash" and "bubble wall thickness" were measured. The number density of fine particles of volcanic ash is shown in the following table.