報告書番号

N11020

タイトル（和文）

大規模火砕噴火の発生可能性の重要指標 -粘性に基づくマグマの噴火能力の評価-

タイトル（英文）

An important measure of potential assessment for large-scale pyroclastic eruptions -Evaluation of magma eruptibility based on magma viscosity-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

大規模火砕噴火は影響範囲が広域にわたることから火山影響評価において主要な評価対象となる現象である．そのため，評価対象となる火山の噴火の可能性をマグマの噴火能力に基づき推定することが目標となる．マグマの噴火能力は，地下でのマグマの上昇速度を決定するマグマの粘性に第一に支配されるため，粘性を正確に把握する必要がある．本報告では粘性を支配するマグマの基本物性を示し，噴火能力のあるマグマの粘性の上限について噴火実績に基づき検討した．国内外の大規模火砕噴火を中心に83事例について既存文献の噴出物データから，メルト組成・メルト含水量・温度・斑晶量のデータを抽出し，マグマ溜まり条件でのマグマの粘性係数を計算した．その結果，玄武岩質から流紋岩質マグマの範囲で，マグマは10^1 から10^8 Pa-sの粘性を持ち，最も粘性の高いマグマは中間的なSiO2量を持つ安山岩からデイサイト質マグマとして存在することが明らかになった．噴火実績の観点からは約10^8 Pa-sを超える粘性を持つマグマは噴火能力が非常に低いと考えられる．また噴火能力が低下した高粘性マグマ（＞10^6 Pa-s）が占めるマグマ溜まり内でのマグマ混合，あるいはメルト分離によって噴火能力が高い低粘性マグマが発生し，それが先行的に噴火することで高粘性マグマの噴火が誘発される場合がある．

概要 （英文）

Large-scale, pyroclastic eruption is one of the most hazardous phenomena for volcanic hazard assessment. It is thus one of the important purposes of volcanic hazard assessment to estimate potentials of future large-scale pyroclastic eruptions, based on magma eruptibility, which can be defined as the ability of the magmas to erupt. Magma eruptibility is essentially controlled by magma viscosity, because magma ascent rate in the crust should be determined in the mechanical balance between driving forces and viscous resistance. This report shows magmatic properties controlling preeruptive magma viscosity of natural erupted magmas and discusses evidence-based estimate of upper limit viscosity of eruptible magmas. Using a compilation of melt compositions, melt water contents, temperatures, and phenocryst contents, the preeruptive viscosities under magma chamber conditions are calculated for 83 erupted magmas. The basaltic to rhyolitic magmas have preeruptive viscosities over the range of 10^1 to 10^8 Pa-s, and most viscous magmas are intermediate andesitic to dacitic magmas. The present compilation of preeruptive magma viscosities provides an evidence-based estimate of upper limit viscosity of eruptible magmas to be ca. 10^8 Pa-s. If magmas exceed this limit, they may lose their eruptibility and would not be expected to erupt to the surface. Magma mixing in or melt segregation from highly viscous, less-eruptible magmas in the chambers can generate less-viscous, eruptible magmas. In some cases, precursory eruptions of the less-viscous magmas induced following eruptions of the less-eruptible, viscous magmas.

報告者

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