Establishment of scaling law concerning the intra-conduit mechanics using pumice

利用浮石建立有关导管内力学的比例定律

基本信息

  • 批准号:
    17340131
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2005 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Developing bubble number density (BND) decompression rate meter and microlite number density (MND) water exsolution rate meter, we have established the method to quantitatively estimate the decompression rate or water exsolution rate from measured values of BND or MND for given the magma temperature, compositions, and initial water content.Applications of this method to nature have revealed the following things. For explosive eruptions, 1) the decompression rates at bubble nucleation for plinian eruptions are up to 10^6 to 10^8 Pa/s, which must be accompanied by the rapid decompression like due to a rarefaction shock wave. 2) In subplinian eruptions of basaltic andesitic magmas, the water exsolution at the microlite nucleation proceeds the diffusion limited bubble growth during the disequilibrium vesiculation. BND or crystallinity has correlations with the temporal variation of eruptions such as changes of exit velocities. 3)The fact that pyroclasts erupted at the same time have the variation in estimated rates of water exsolution suggests that the flow in the conduit is turbulent For non-explosive eruptions, 4) estimated water exsolution rate is approximately 10^<-5> wt%/s, and 0.01 to 0.1 m/s of ascent velocity and 10^2-10^3 Pa/s of decompression rate. 5)The water exsolution rates are uniform across the conduit 6) The water exsolution might proceeds at deeper level of the conduit though it is still unclear whether the vesiculation is equilibrium or disequilibrium. These facts suggests that the flow in the conduit for non-explosive eruptions is like a plug flow.Carrying out a combined simulation of vesiculation and crystallization, and making a comparison with the laboratory experiments by Couch, et. al. (2003), we have found that MND is controlled by the amount of decompression through the driving force of diffusive bubble growths under disequilibrium vesiculation.
我们研制了气泡数密度(BND)减压速率仪和微晶数密度(MND)析水速率仪,建立了在给定岩浆温度、成分和初始含水量的条件下,由BND或MND测定值定量估算减压速率或析水速率的方法。对于爆发式喷发,1)在气泡成核时,普利尼亚喷发的减压速率高达10^6 ~ 10^8 Pa/s,这必然伴随着类似于稀疏冲击波的快速减压。2)在玄武安山质岩浆的下布里尼安喷发中,微晶成核处的水出溶在不平衡囊泡化过程中进行了扩散限制的气泡生长。BND或结晶度与喷发的时间变化(如出口速度的变化)相关。3)同时喷发的火山碎屑岩在水的出溶速率上存在差异,这表明管道中的流体是湍流的。(4)对于非爆炸性喷发,水的出溶速率约为10^<-5>wt%/s,上升速率为0.01 ~ 0.1 m/s,减压速率为10^2-10^3 Pa/s。5)水的出溶速率在整个管道中是均匀的。6)水的出溶可能在管道的更深处进行,尽管仍然不清楚囊泡化是平衡的还是不平衡的。这些事实表明,非爆炸性喷发管道中的流动类似于活塞流。对泡状和结晶进行了联合模拟,并与Couch等的实验结果进行了比较。等(2003),我们发现MND是通过不平衡囊泡化下扩散气泡生长的驱动力由减压量控制的。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
雲仙1991-1995年噴火噴出物のマイクロライト組織と噴出率の関係
云仙1991-1995年喷发产物微晶石结构与喷发率的关系
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    野口 聡;寅丸 敦志;中田 節也
  • 通讯作者:
    中田 節也
Relation between microlite textures and discharge rate during the 1991-1995 eruptions at Unzen, Japan
1991-1995 年日本云仙火山喷发期间微晶石结构与放电率之间的关系
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Noguchi;S.;A.Toramarua;S.Nakada;寅丸 敦志;寅丸 敦志
  • 通讯作者:
    寅丸 敦志
Material scientific study on vulcanian eruptions of Sakurajima volcano,Japan
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Miwa;T.;Toramaru;A.;lguch;M.
  • 通讯作者:
    M.
深部熱源とその流体放出を考慮した地熱系進化の予備的数理モデル
考虑深层热源及其流体释放的地热系统演化初步数学模型
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    松本 光央;寅丸 敦志
  • 通讯作者:
    寅丸 敦志
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  • 通讯作者:
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  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 8.3万
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