Constructing a model of outgassing from basaltic magma based on observations and experiments

基于观察和实验构建玄武岩浆释气模型

• 批准号: 17KK0092
• 负责人: 並木 敦子
• 金额: $ 9.4万
• 依托单位: Nagoya University (2020-2022)Hiroshima University (2017-2019)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018 至 2023
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17KK0092/
• 关键词: マグマ; 粘弾性; 溶岩流; 気泡; 火山; 固体地球物理学

本研究は以下の３つのパートからなっている。（１）ハワイ島における噴火の観測、（２）Lamont-Doherty Earth Observatory(LDEO)における気泡を含む溶岩流の実験、（３）GFZ-Potsdamにおける地殻中のマグマ上昇の研究。（１）については2018年にハワイへ渡航し、この年に起こったLower East Rift Zoneの噴火を観察する貴重な機会に恵まれた。この噴火で観測された溶岩噴泉の赤外画像から、火山ガスの急膨張による温度低下がマグマの表面を冷やす事で破砕が起こりうる事を見積もった。この結果は2021年にNature Geoscienceに出版し、完了した。（２）については2019年にLDEOを訪問し、気泡を含む溶岩流の実験を行った。（１）で観察した溶岩は気泡の体積分率が高く、この状況を模した実験とした。帰国後に実験結果の解析を行い、2020年12月にAGU Fall meeting にて概要を発表した。2021年度は更に解析を進め、論文としてまとめた。2022年に出版し、完了した。（３）については、2020年3月に、実験の為ドイツに行ったが、新型コロナウィルス感染症拡大の影響により緊急帰国した。その後、実験を再開するのが難しかった為、この分野の基礎的な概念をまとめたレビュー論文を共著で執筆し、Nature Reviews に掲載した。以上のように研究が進んだため、これらの結果に基づき破砕したマグマの挙動の理解を進める為、2022年度は粉粒体として振る舞う破砕したマグマが起こす火砕流について研究を始める事とした。UC Santabarbaraにおいて行われたKITP Program: Multiphase Flows in Geophysics and the Environmentに参加し、粉粒体の研究を始めた。

This study is based on the following 3 points: (1) The investigation of volcanic eruptions in the Earth's crust;(2) The investigation of volcanic eruptions and lava flows at Lamont-Doherty Earth Observatory(LDEO);(3) The investigation of volcanic eruptions in the Earth's crust at GFZ-Potsdam. (1) In 2018, the Lower East Rift Zone will be opened to the public. The temperature of the volcano is low, and the temperature of the lava is low. The results were published in Nature Geoscience in 2021. (2) In 2019, LDEO will visit, bubble and contain lava flow. (1) It is observed that the volume fraction of dissolved rock bubbles is high, and the state of this phenomenon is very high. An analysis of the results of the AGU Fall meeting in December 2020 was presented. In 2021, the analysis and progress of the paper were improved. 2022 is finished. (3) In March 2020, we will carry out the investigation and the impact of new types of infectious diseases will be urgent. The concept of the basis for the division of the field was published in Nature Reviews. The results of the above research are based on the understanding of the movement of the particles in 2022. UC Santabarbara KITP Program: Multiphase Flows in Geophysics and the Environment

项目成果

気泡を含む溶岩流のモデル実験

含气泡熔岩流模型实验

• 发表时间: 2022
• 作者: M. R. Patrick;H. R. Dietterich;J. J. Lyons;A. K. Diefenbach;C. Parcheta;K. R. Anderson;A. Namiki;I. Sumita;B. Shiro;J. P. Kauahikaua;Atsuko Namiki;並木敦子
• 通讯作者: 並木敦子

2018 年ハワイ島キラウエア火山噴火の概要とLERZ の溶岩流

2018 年夏威夷岛基拉韦厄火山喷发和 LERZ 熔岩流概览

• 发表时间: 2019
• 作者: M. R. Patrick;H. R. Dietterich;J. J. Lyons;A. K. Diefenbach;C. Parcheta;K. R. Anderson;A. Namiki;I. Sumita;B. Shiro;J. P. Kauahikaua;Atsuko Namiki;並木敦子;並木敦子
• 通讯作者: 並木敦子

Cyclic lava effusion during the 2018 eruption of Kilauea Volcano

• DOI: 10.1126/science.aay9070
• 发表时间: 2019-12-06
• 期刊: SCIENCE
• 影响因子: 56.9
• 作者: Patrick, M. R.;Dietterich, H. R.;Kauahikaua, J. P.
• 通讯作者: Kauahikaua, J. P.

Cratering experiments on a granular material with a size distribution

具有尺寸分布的颗粒材料的缩孔实验

• 发表时间: 2022
• 作者: M. R. Patrick;H. R. Dietterich;J. J. Lyons;A. K. Diefenbach;C. Parcheta;K. R. Anderson;A. Namiki;I. Sumita;B. Shiro;J. P. Kauahikaua;Atsuko Namiki
• 通讯作者: Atsuko Namiki