マグマの泡構造が火山の大噴火の引き金となる　東京農工大の研究

　東京農工大学大学、東京大学、東北大学、高輝度光科学研究センター（JASRI）の共同研究グループは、マグマの中に自然に存在する泡状の複雑な構造が、火山の爆発的噴火を促すという事実を明らかにした。

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　マグマというものは、流れるもの、つまり流体であるが、同時に、状況に応じては固体としての振る舞いも取るという性質を持っている。「マグマの固定的な破砕」と呼ばれる現象があり、岩石が壊れるのと似たような感じで、軽石などの粒子を、マグマは粒子として噴出する。

　これはなぜ起こるのか。急速な減圧が原因である、という理論モデルが提唱されていて、そのモデルを利用すると、火口の溶岩ドームの崩壊を引き金とする火山噴火の発生の過程がうまく記述できるのだが、時間的なスケールの問題がうまく説明できず、また、何時間も続く噴火の中で、なぜマグマ中にそのような破砕が起こるのかは未解決の問題であった。

　今回の研究では、3次元X線マイクロトモグラフィーを利用し、マグマの発泡を模した材料が減圧によって壊れる過程を撮影した。そしてその内部のダイナミズムを数値シミュレーションによって分析した。

　結果として、マグマの中に不均質に存在する気泡、またその気泡の不均質さが、マグマに脆弱さをもたらし、破砕を生じせしめる根本的な原因である、ということが明らかになったという。

　特に、大きな気泡の周りに小さな気泡が存在する状況において、亀裂が進展し、爆発的な噴火を引き起こすメカニズムが詳しく明らかになった。

　この研究は、将来的には火山噴火のモデリングに利用可能であり、大規模噴火の発生要因を理解し、またその発生を予測する一助となるという。

　なお、研究の詳細は、Scientific Reportsに掲載されている。（記事：藤沢文太・記事一覧を見る）