地盤表層域における熱水放出の状態変化に関する実験観測的研究

地表热水释放状态变化的实验与观测研究

基本信息

批准号：
21K18784
负责人：
青山裕
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2年目である2022年度も，北海道南部のしかべ間歇泉で本研究課題の開始前から実施している多項目連続観測を継続して，噴出孔口元近傍における温度観測，空気振動，傾斜変動を行ったほか，遊離ガスの化学組成分析を実施した．また，鬼首間歇泉で取得した熱赤外カメラ及び空気振動観測のデータ解析，倶多楽火山を想定した熱水流動の応答に関する数値計算などを実施した．しかべ間歇泉では，昨年度までの孔内観測により，裸孔となっている深度20mより深い部分の壁面から気泡が上昇していることが確認されていた．しかし，この深度における温度－圧力条件では水は気泡（水蒸気）に相変化できないため，気泡の正体が謎となっていた．そこで，11月に火山ガス分析の専門家である東京工業大学の野上教授にご協力いただき，噴出開始前の溢流時に確認される気泡を採取し，含まれるガス成分の組成分析を行った．その結果，気泡に含まれるガス成分の9割以上が炭酸ガスであることが確認された．この結果は，しかべ間歇泉に供給される熱水が炭酸ガスに飽和していることを示している．噴出時には裸孔部でも激しく気泡が発生する様子が孔内ビデオ観測で確認されており，噴出の駆動力に炭酸ガスも大きく寄与している可能性が示唆される．鬼首間歇泉については，間欠泉噴出時に観測した熱赤外映像および空気振動観測のデータ解析を進めた．時間差分をとった熱赤外映像から熱水の噴出速度を算出し，噴出開始直後の20秒ほどは噴出速度が高いが，その後はやや低下してほぼ一定の噴出速度を示すこと，熱水塊の噴出に周期的な変動が見られることが明らかになった．先行研究による地盤変動観測の結果と合わせ，鬼首間歇泉では噴出孔の深部に接続された2つの熱水溜まりがあり，最初の20秒は噴出口に近い部分の熱水溜まりが，後半部分ではその熱水溜まりに接続したもう1つの熱水溜まりが熱水噴出に寄与していると推測される．

在2022年的第二年，我们继续对北海道南部的什卡邦间歇性春季进行多项持续的观察，自从本研究主题开始之前就进行了，这是自从本研究主题开始之前进行的，温度观察，空气振动和倾斜度波动在出口开放附近进行，并进行了免费气体的化学组成分析。此外，在Oniku间歇性弹簧上获得的热红外摄像机和空气振动观测的数据分析，以及假设Kuttara火山和水热流的响应的数值计算。在Shikabe中间春季，直到去年，观察结果证实气泡从壁表面上升了，这是一个裸露的孔，深度为20m。但是，在此深度的温度压力条件下，水不能将气泡变为气泡（水蒸气），因此气泡的真实本质已成为一个谜。因此，在11月，我们收到了东京理工学院的Nogami教授，这是火山气分析专家，并收集了在爆发开始之前在溢流期间确认的气泡，并分析了其中包含的气体成分的组成。结果，已经证实，气泡中包含的气体成分中有90％以上是二氧化碳。该结果表明，提供给间歇性弹簧的热水充满了二氧化碳气体。孔内部的视频观察显示，即使在弹出过程中裸露的孔中，剧烈的气泡也表明二氧化碳气体也可能对射血的驱动力产生重大贡献。关于Oniku间歇性弹簧，进行了在间歇泉弹出过程中观察到的热红外图像和空气振动观测的数据分析。使用时差从热红外图像中计算出热水的射出速度，尽管射血射击开始后立即射出速度较高约20秒，但随后略有下降以显示几乎恒定的弹出速度，并且发现观察到热水质量的弹出物的周期性变化。结合先前研究的地面波动观察结果，据估计，在Oniku间歇性的春季，有两个热水水坑连接到通风孔的深处，并且在前20秒钟内，热水水坑附近的发泄孔附近，下半部分与通风口相连的Puddles伴随着通风口。