火山噴火の様式を支配する脱ガス率の定量化:マグマ中の気泡の変形とその効果

控制火山喷发类型的脱气速率的量化：岩浆中气泡的变形及其影响

• 批准号: 06J04841
• 负责人: 奥村 聡
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J04841/
• 关键词: マグマ; 火山噴火; 気泡; せん断変形; 脱ガス; 浸透率; 気泡変形; 火道; 剪断変形; 気泡合体; X線トモグラフィ

マグマの上昇中に起こる脱ガス率を決定することは,火山噴火の多様性の原因を解明するために重要である.これまでに,天然試料を用いた研究が行われてきたが,それらはマグマの変形や圧密など様々なプロセスを経た結果を表わしていて,マグマ上昇中の情報だけを引き出すことは原理的に難しい.一方で,マグマの上昇を模擬した実験から得られている結果は,地球化学的・地球物理学的な観測研究の結果と一致しない点が挙げられている.特に,マグマが脱ガスを開始する予想深度について不一致が見られる.これらの問題点を解決すべく,申請者はマグマが流動しているという事実に着目し,これまでほとんど検討されていないせん断応力下における気泡組織の進化に注目した.過去2年間の実験,分析と考察の結果から,せん断変形によりマグマ中の気泡合体が促進され,それに伴いマグマの脱ガス率が上昇する可能性が示された.今年度は主に,浸透率の実測とその結果を用いた物理モデルの構築,そしてマグマの脱ガスと噴火様式の多様性の関係について考察した.まず浸透率の測定結果から,せん断変形により浸透率が2-4桁程度も上昇する可能性が見出された.そして,この結果を組み込んだ物理モデルからは,噴火様式を支配する要因の一つとして火道の形状(火道半径と長さ)が挙げられた.つまり,半径が大きく長さの短い火道ほど爆発的噴火になりやすく,半径が小さく長い火道では比較的穏やかな噴火になると予想される.これらの結果からは,噴火様式を予測する方法の一つとして,地球物理学的な方法などを用いて火道形状を計測する方法が提案される.

マ グ マ の rise since に こ る ガ off を ス rate decision す る こ と は, volcanic eruptive の why so many others in sexual の を interpret す る た め に important で あ る. こ れ ま で に, natural with material を い た が line わ れ て き た が, そ れ ら は マ グ マ の - shaped や consolidation な ど others 々 な プ ロ セ ス を 経 た results を わ し て い て, マ グ マ rise の intelligence だ け Youdaoplaceholder0 leads to from す と と the に of the と principle that is difficult to を. One party で, マ グ マ の rise を simulation し た be 験 か ら must ら れ て い は る results, geochemical, geophysical な 観 research の measurement results agree と し な い point が 挙 げ ら れ て い る. に, マ グ マ が ガ off ス を began す る to think deep に つ い て inconsistent が see ら れ る. こ れ ら の problem point を す べ く, applicants は マ グ マ が flow し て い る と い う things be に mesh し, こ れ ま で ほ と ん ど beg さ 検 れ て い な い せ ん break 応 force under に お け る の 気 bubble organization evolution に attention し た. Over the past 2 years の be 験, analyze と investigation results の か ら, せ ん broken - shaped に よ り マ グ マ in の 気 bubble fit が promote さ れ, そ れ に with い マ グ マ の ガ off ス rate rising が す る possibility が shown さ れ た. Our は に, penetration rate の be measured と そ の results を い た physical モ デ ル の constructs, そ し て マ グ マ の ガ off ス と fire-breathing others type の multiple others の masato is に つ い て investigation し た. ま ず の penetration rate determination results か ら, せ ん broken - shaped に よ り penetration rate が 2-4 degree of girder も rise す る が likely see a さ れ た. そ し て, こ の results を group み 込 ん だ physical モ デ ル か ら は, fire-breathing を dominate others type す る by の a つ と し て fire way の shape radius と long さ (fire) が 挙 げ ら れ た. つ ま り, large radius が き く long さ の way short い fire ほ ど 発 explosion flame に な り や す く, small radius が さ く long い fire way で は comparison is one や か な fire-breathing に な る と to think さ れ る. こ れ ら の results か ら は , flame others を be す る method の つ と し て, geophysical methods of な な ど を with い て fire way shape を measuring す る method proposed が さ れ る.

项目成果

Shear deformation experiments on vesiculated rhyolitic melts: Evolution of bubble connectivity

多孔流纹岩熔体的剪切变形实验：气泡连通性的演变

• 发表时间: 2007
• 作者: Tomoko Tokita;Kohji Shibano;Tomoko Tokita;Keiko Oku;Keiko Oku;奥 圭子;Keiko Oku;Tsutomu HASHIZUME et al.;Sumie NONAKA et al.;奥村聡;Satoshi Okumura;奥村 聡;Satoshi Okumura;Satoshi Okumura;奥村 聡
• 通讯作者: 奥村 聡

シリケイトメルト中の水の拡散

水在硅酸盐熔体中的扩散

• 发表时间: 2006
• 期刊: 岩石鉱物科学 35
• 作者: Tomoko Tokita;Kohji Shibano;Tomoko Tokita;Keiko Oku;Keiko Oku;奥 圭子;Keiko Oku;Tsutomu HASHIZUME et al.;Sumie NONAKA et al.;奥村聡;Satoshi Okumura;奥村 聡
• 通讯作者: 奥村 聡

Evolution of bubble microstructure in sheared rhyolite : Formation of a channel-like bubble network.

剪切流纹岩中气泡微观结构的演化：通道状气泡网络的形成。

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Geophysical Research., 113, B07208 113
• 作者: T. Kaji;S. Ito;S. Iwai And H. Miyasaka;S. Okumura
• 通讯作者: S. Okumura

マグマの脱水と脱ガスに関する実験的研究

岩浆脱水脱气实验研究

• 发表时间: 2008
• 期刊: 火山 53
• 作者: Tomoko Tokita;Kohji Shibano;Tomoko Tokita;Keiko Oku;Keiko Oku;奥 圭子;Keiko Oku;Tsutomu HASHIZUME et al.;Sumie NONAKA et al.;奥村聡
• 通讯作者: 奥村聡

マグマの浸透的脱ガス:剪断変形の効果

岩浆渗透脱气：剪切变形的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: Tomoko Tokita;Kohji Shibano;Tomoko Tokita;Keiko Oku;Keiko Oku;奥 圭子;Keiko Oku;Tsutomu HASHIZUME et al.;Sumie NONAKA et al.;奥村聡;Satoshi Okumura;奥村 聡;Satoshi Okumura;Satoshi Okumura;奥村 聡;奥村 聡
• 通讯作者: 奥村 聡