火山噴火前兆現象のメカニズム解明

阐明火山喷发前兆现象的机制

• 批准号: 14J05204
• 负责人: 黒川 愛香
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J05204/
• 关键词: シェアバンド; 非線形レオロジー; 自励振動; レオロジー

本研究目的は、モデル実験と火山観測データ解析といった異なる二つの手法によってマグマレオロジーが示し得る非線形的特徴に起因した流動不安定の物理プロセスを探究することであった。まず、モデル実験ではレオロジーと速度場の関係、いわばレオロジーからミクロへのアプローチを試みた。その結果、本実験では液体の速度場変化にカップリングした応力変動を捉え、その変動現象のメカニズムを提唱すると同時に、発生する内的・外的条件を絞った。このような速度場の変化に起因した液体中での応力変動は、物理分野でも初めて観測されたものであり、極めて重要な結果となる。一方、火山観測データ解析は1986年伊豆大島噴火時の微動や長周期イベントを中心に行った。それらの解析から、噴火様式の変化と対応して微動や長周期イベントの特徴や振動源が変化を示していたことが明らかとなった。さらにこれら特徴の遷移を元にデータを見直すことで、割れ目噴火が開始する5日前には微動源が割れ目方向へ移動するといった先駆的な現象も捉えることができた。この結果は微動源をリアルタイムで推定することが、噴火活動の流れを追う上では重要であることを示すものである。最終段階としては、モデル実験の結果と解析結果を元に、一連の1986年伊豆大島噴火期において実験で見られた現象が起こり得る時期とそのメカニズムを提案した。また、二つのアプローチで研究を行うことによって見えてきた今後の課題や目的達成に向けた具体的な研究内容について提案した。

本研究的目的是通过使用模型实验和火山观测数据分析两种不同的方法来探索岩浆流变学所表现出的非线性特征引起的流动不稳定的物理过程。首先，在模型实验中，我们试图从流变学到微观层面来探讨流变学和速度场之间的关系。因此，在本实验中，我们捕获了与液体速度场变化耦合的应力脉动，提出了脉动现象的机理，同时缩小了发生的内部和外部条件。这种由于速度场变化而引起的液体应力波动在物理学领域首次被观测到，是一个极其重要的结果。另一方面，对火山观测数据的分析主要集中在1986年伊豆大岛喷发期间的地震和长期事件。这些分析表明，地震和长周期事件的特征和来源随着喷发方式的变化而变化。此外，通过对基于这些特征转变的数据进行回顾，我们能够发现在裂缝喷发开始前五天，震源向裂缝移动的开创性现象。这一结果表明，实时估计震源对于跟踪喷发活动的流动非常重要。最后一步，根据模型实验和分析的结果，我们提出了 1986 年伊豆大岛系列喷发期间实验中观察到的现象发生的时间和机制。此外，我们提出了未来的挑战和旨在实现通过使用两种方法进行研究所揭示的目标的具体研究内容。

项目成果

1986年伊豆大島噴火の噴火様式変化に伴う二種類の火山性微動

与1986年伊豆大岛喷发的喷发方式变化相关的两种火山震动

• 发表时间: 2015
• 作者: 黒川愛香;武尾実;栗田敬
• 通讯作者: 栗田敬