Catastrophic caldera forming eruption revealed by petrological and experimental study of lubrication of crystal-mush

晶体糊状润滑的岩石学和实验研究揭示了灾难性破火山口形成的喷发

• 批准号: 21KK0055
• 负责人: 奥村 聡
• 金额: $ 9.65万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-10-07 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21KK0055/
• 关键词: カルデラ噴火; クリスタルマッシュ; 発泡; 流動化; 減圧実験

大量のマグマを地表へ噴出し地表環境を劇的に変化させる巨大カルデラ噴火は，発生の頻度は低いが将来も必ず発生する。カルデラ噴火では，ほぼ固結し流動性を失ったマグマが噴出することがある。冷たい地殻内部で大量のマグマが形成される過程では，マグマが冷却し結晶化が進み，必然的にクリスタルマッシュが形成される。本研究はマグマ中に存在する気泡がクリスタルマッシュを流動化させ，その結果地表へマグマが上昇可能になるという説を検証するために，カルデラ噴火の噴出物解析，クリスタルマッシュの流動化実験，さらに流動のモデル化を行うことを目的としている。本年度は昨年度から継続していた流紋岩メルトと既知量の結晶から成るマグマの減圧実験の成果をまとめて国際誌へ投稿した。この研究では，マグマ中に気泡が形成され流動化するのは減圧率が高い場合であり，減圧率が小さい場合や段階的に減圧が進む場合には，形成された気泡がマグマから分離してしまうことが分かった。本実験の結果と実際のカルデラ噴火の条件（減圧履歴や減圧速度）を比較すると，多くのカルデラ噴火において気泡分離は起こらないことが示唆された。また今年度から気泡がクリスタルマッシュを流動化する条件を更に詳しく調べるためのアナログ実験も開始した。さらに実際のカルデラ噴火の噴出物（ボリビア・Puripica Chico Ignimbraiteなど）の解析を進め，噴火前のマグマ供給系の全体像が明らかになってきた。最終年度へ向けて，実験から明らかになった流動条件を実際のカルデラ噴火へ適用し議論を進める。

A large number of surface eruptions occur in the surface environment, but the frequency of occurrence is low and will occur in the future The fire is not flowing. A large number of cold crusts are formed. The results of this study are as follows: (1) the existence of gas bubbles in the surface,(2) the possibility of gas bubbles in the surface,(3) the analysis of gas jets,(4) the mobility of gas bubbles in the surface,(5) the purpose of gas bubbles in the surface, and (6) the possibility of gas bubbles in the surface. This year's international journal has published a number of articles on the development of rhyolite. In this study, the pressure drop rate is high, the pressure drop rate is low, and the pressure drop rate is high. The results of this study were compared with the conditions for the occurrence of gas injection (pressure reduction and pressure reduction speed), and the results showed that the gas injection was separated from the gas injection. This year, the company started to improve its liquidity. The analysis of the emission of the flame in the middle of the day is carried out, and the whole image of the supply system before the flame is sprayed is carried out. In the final year, the flow conditions are discussed in detail.

项目成果

高結晶度マグマからの気相・メルトの分離プロセス：マグマ溜まり内での 段階的減圧のケース

高结晶岩浆中气相/熔体的分离过程：岩浆室内逐步减压的情况

• 发表时间: 2022
• 作者: 小林 昌樹;奥村 聡;星野 真人;上杉 健太朗;佐々木 理
• 通讯作者: 佐々木 理

Did mafic recharges trigger the historical Plinian eruptions at Sakurajima volcano?

镁铁质补给是否引发了历史上樱岛火山的普林尼式喷发？

• 发表时间: 2023
• 作者: Naoki Araya;Michihiko Nakamura;Keiko Matsumoto;Satoshi Okumura
• 通讯作者: Satoshi Okumura

オレゴン州立大学(米国)

俄勒冈州立大学（美国）