Crysallization process and fragmentation mechanism in the shallow conduit of mafic plinian eruption

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何故、脱ガスしやすいはずの苦鉄質マグマが激しい爆発的噴火をおこすのか？そのメカニズムを解明することが本研究の目的である。近年の研究より，苦鉄質マグマの破砕メカニズムに，液体のまま流体力学に破砕する慣性破砕と，石基結晶作用に伴うレオロジー遷移によって液体的から固体的に挙動を変化させることで破砕する脆性破砕である。これまでの我々の研究により，苦鉄質(準)プリニー式噴火の噴出物では多くの場合，石基結晶量に幅広い変動が認められ，同一の噴火においても慣性破砕したマグマと脆性破砕したマグマが同時に噴出している可能性が示唆された。そこで本研究課題では，天然噴出物の分析と実験を組み合わせ，苦鉄質マグマの爆発的噴火の噴出物に含まれる石基鉱物の形成履歴の解明を試みる，これにより，苦鉄質爆発的噴火の火道浅部過程とその発生メカニズムに関する理解を進められると期待できる。3カ年の研究期間の初年度にあたる2022年度では，まず，研究試料となるスコリアの収集を行った。伊豆大島1986年B火口の準プリニー式噴火については，遠方に堆積した3層の火山灰を提供いただけた。また，新たに2020年7月の西ノ島バイオレントストロンボリ式噴火の火山灰を気象庁より提供いただけた。これらの試料について，石基の鉱物組織解析とガラス化学分析を進めている。現時点の成果として，伊豆大島1986年B噴火については，3層の火山灰の間で石基ガラスの組成に差異が認められ，噴火推移とともに火道浅部過程が変化した可能性が示唆された。一方で西ノ島の試料については，マイクロライトだけでなくナノライトの結晶作用も進行しており，石基組織のバリエーションが非常に大きいことが明らかとなってきた。また，ひとつの火山灰中に異なる石基組織の部分が共存するものが多数みつかった。今後，これらの結晶組織の形成過程を検討していく予定である。