揮発性成分の析出・分別実験によるマグマの脱ガス機構の解明

通过挥发性成分的沉淀和分馏实验阐明岩浆脱气机制

基本信息

批准号：
09J02559
负责人：
吉村俊平
金额：
$ 0.9万
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：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J02559/
关键词：
マグマ脱ガス CO_2フラクシング地殻

项目摘要

近年,火山噴出物の分析的研究が進められた結果,"CO_2フラクシング"と呼ばれる,マグマシステムの内部を深部由来のCO_2ガスが大規模に流れる現象が起きている可能性が提案されている.これを示唆する分析データは,全地球の火山で報告されていることから,CO_2フラクシングは地球上で一般的に起こる現象と考えられる.この現象は火山噴火機構を理解するうえではもちろん,大気の化学進化,地球表層の環境変動,マントルの脱ガス速度などとも密接に関係しているので,これらを定量化するには,CO_2フラクシングの詳細なメカニズムを解明する必要がある.しかし,そのような研究は行われてこなかった.本年度はこれを解明するため,実施計画に従い,2つの研究を完成させた.一つは,昨年度より開始していた,CO_2フラクシングの数値計算実験である.本年度は方程式系の一部を是正し,モデルをビショップタフデータに適用することで,流紋岩マグマ中におけるCO_2輸送機構として,ストークス流がありうることを示した.この研究を国際誌Earth and Planetary Science Lettersに投稿し,微修正の要請で査読から返却され,現在修正中である.もう一つは,CO_2フラクシングに伴う揮発性成分交換に関する高温高圧実験である.この実験では,CO_2とH_2Oの拡散速度差に起因するマグマの脱水作用が見出された.また,多成分系では気泡のガス組成によっては気泡が溶解する場合もあることを示した.以上を方程式で記述してChemical Geologyに投稿し,本年度受理された.

近年来，对火山喷出物的分析研究结果提出了一种被称为“CO_2流动”的现象，即来自岩浆系统深处的CO_2气体大规模流动，分析数据表明这一现象。报道了世界各地的火山。因此，CO_2通量被认为是地球上普遍发生的一种现象。这种现象不仅有助于理解火山喷发的机制，而且对于大气的化学演化、地球表层和地幔的环境变化也有帮助。这与脱气速度等密切相关。为了量化这一点，有必要阐明CO_2通量的详细机制。但是，这样的研究还没有进行。今年，为了阐明这一点，我们将根据实施计划进行两项研究，一项是C。，这是去年开始的。这是一个O_2通量的数值计算实验。今年，通过修正部分方程组并将模型应用到Bishop Tough数据中，我们证明了Stokes流是流纹岩浆中一种可能的CO_2输运机制。该研究发表于2017年。国际地球杂志和Planetary Science Letters，同行评审返回，要求小修，目前正在修改中。另一个是与CO_2助熔相关的挥发性成分交换的高温高压实验。在这个实验中，研究发现CO_2和H_2O的扩散速率差异引起了岩浆的脱水作用。还表明，在多组分体系中，气泡可能会溶解，具体取决于气泡的气体成分。我把它提交给地质学，今年被接受了。