マグマ二相流モデルに基づく爆発的噴火に伴う山体変形に関する研究

基于岩浆两相流模型的爆发性喷发山体变形研究

• 批准号: 11J03208
• 负责人: 川口 亮平
• 金额: $ 0.83万
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J03208/
• 关键词: 開口型火道; 山体変形; マグマ上昇; 境界要素法; 爆発的噴火; スラグ流

短時間で噴火を繰り返す火山における噴火前の火道内マグマ上昇と地表の山体変形の関係を明らかにすること目的として研究を進めてきた.繰り返し噴火における火道内のマグマ上昇過程をマグマ内の気泡の挙動の違いに着目し,次の3つの場合についてモデルを構築した.気泡と液体メルトが相対速度のない状態で上昇する気液等速のマグマ上昇モデル,液体メルト中を無数の小気泡が相対的に上昇し,上昇に伴う気泡の膨張によってマグマが上昇する気泡上昇モデル,火道下部で気泡が合体し大きなガススラグとなって上昇するスラグ流モデル.それぞれのモデルについて支配方程式系を組み立て,数値計算によって火道内のマグマ上昇過程とそれに伴う地表の山体変形の時空間分布の特徴を調べた.気液等速のマグマ上昇モデルでは,マグマ内で拡散による気泡成長が起きやすい場合,噴火前の山体の隆起は加速的になるが,気泡成長の効果が小さい場合,山体変形は時間に比例したものになることが分かった.また,気泡上昇モデルでは,山体は噴火に向けて急加速的に隆起し,スラグ流モデルの場合,火口から離れた観測点で山体の沈降が現れるといったモデルごとで山体変形の様子に顕著な違いが現れることを示すことができた.これらのモデルに基づいて,イタリアのストロンボリ火山でのストロンボリ式噴火の際に観測された傾斜変動データの解析し,火山内部のマグマ上昇過程の推定を行った.その結果,火口近傍の5点の観測点の傾斜変動データの時間変化および空間分布の特徴を説明するためには,気泡上昇モデルが最も適していることを明らかにした.本研究は,火口近傍で得られる噴火前の山体変形データの時空間分布から,噴火過程の支配要因として重要な役割を果たすと考えられているマグマ揮発性成分の挙動の推定が可能になることを示しており,火山噴火機構の解明に貢献できると考えられる.

A short period of time before the eruption of the volcano In the third case, the structure of the gas bubble in the fire channel is constructed. The gas bubbles rise at the same speed as the liquid bubbles rise at the same speed. The gas bubbles rise at the same speed as the liquid bubbles. The gas bubbles rise at the lower part of the fire path. The governing equation system is established, and the numerical value calculation is adjusted to the characteristics of the time-space distribution of the mountain shape associated with the surface of the earth. When the temperature rises, the temperature rises and the bubble grows. When the temperature rises, the bubble grows. In case of rapid acceleration of the mountain, the crater is separated from the measuring point, the mountain settlement is revealed, and the mountain shape is revealed. The analysis of the slope of the volcano and the estimation of the ascent process of the volcano interior. As a result, the temporal and spatial distribution characteristics of the tilt motion of the five measuring points near the fire mouth are explained. This study shows that the temporal and spatial distribution of the mountain shape before the eruption near the crater, the important factors governing the eruption process, and the possible estimation of the movement of the active components are possible.

项目成果

開口型火道内のスラグ上昇による山体変形

明渠升渣造成山体变形

• 发表时间: 2011
• 作者: 川口亮平;西村太志;佐藤春夫
• 通讯作者: 佐藤春夫

Inflations prior to Vulcanian eruptions and gas bursts detected by tilt observations at Semeru Volcano, Indonesia

印度尼西亚塞梅鲁火山倾斜观测发现火山喷发前的通货膨胀和气体爆发

• DOI: 10.1007/s00445-012-0579-z
• 发表时间: 2012
• 期刊: Bulletin of Volcanology
• 影响因子: 3.5
• 作者: Takeshi Nishimura、Masato Iguchi;Ryohei Kawaguchi、Surono、Muhamad Hendrasto、Umar Rosadi
• 通讯作者: Ryohei Kawaguchi、Surono、Muhamad Hendrasto、Umar Rosadi

境界要素法に基づくストロンボリ火山の傾斜変動データの解析

基于边界元法的斯特龙博利火山坡度变化数据分析

• 发表时间: 2013
• 作者: 川口亮平;西村太志;佐藤春夫
• 通讯作者: 佐藤春夫