Development of a real-time observation method for eruption transition using rock magnetic properties of volcanic ash

点击翻译按钮获取中文摘要

これまでの予察的な研究で、2018年3月1日～6日にかけて霧島火山新燃岳から噴出した火山灰は、初期帯磁率が時間とともに上昇することが認められた。そこで帯磁率を測定した火山灰の実体顕微鏡および電界放出型走査電子顕微鏡の観察を行った。その結果、異質・類質物質の割合が噴火の推移とともに低くなり、本質物質の割合が噴火の推移とともに高くなることが見出された。また、帯磁率の変化と最も相関があるのは、斑晶に相当する10 μm以上の変質を伴わないFe-Ti酸化鉱物を含む粒子の割合であることが分かった。今回は遊離結晶を火山灰粒子の構成比率の測定からは除外したが、それも含めてFe-Ti酸化物斑晶の分級効果を詳しく検討する必要がある。水蒸気爆発からマグマ噴火に移行する際, マグマ物質の割合が増え、結果として新鮮な斑晶磁鉄鉱の割合が増えた可能性がある。一方で、地表付近のマグマの挙動を反映する石基の磁鉄鉱ウルトラナノライトを含む火山灰粒子の割合は、帯磁率の変化とは明瞭な相関を示さなかった。本質物質に含まれる斑晶磁鉄鉱の多くは酸化ラメラ・析出ラメラを生じておらず多磁区だと考えられるが、含まれる粒子の合計質量が、超常磁性や単磁区の磁鉄鉱ウルトラナノライト、ナノライトに比べて多いため、斑晶磁鉄鉱の量が帯磁率を支配している可能性がある。超伝導量子干渉素子を用いたカンタムデザイン社ＭＰＭＳ装置による桜島火山灰の超高感度測定では、多様な種類・サイズの磁性鉱物が含まれることがわかった。斑晶～マイクロライトの多磁区サイズのチタン磁鉄鉱と、石基のウルトラナノライトサイズの磁鉄鉱の他、顕微鏡・電子顕微鏡による岩石記載では認識されていなかった組成・サイズの鉄チタン酸化物が存在することも明らかとなり、より詳しいＭＰＭＳ分析によって磁気岩石学が開拓される可能性があることがわかった。