[SVC36-P21] 富士山・万野溶岩流内の溶岩チューブ洞窟から得られる知見
キーワード：富士山、溶岩チューブ、溶岩流、溶岩鍾乳
[はじめに]
富士山・万野溶岩流はBC10000以前といわれきわめて古い溶岩流で、珪酸重量分率は49.7%と低い値を示している1)。万野溶岩流内には万野風穴（別名称は大日穴）、屋敷穴、弘法穴、窓穴、銀河風穴、観音穴（すでに埋没）の存在が知られている2,3) 。これらは一連の溶岩チューブシステムと考えられ、富士山では最も年代が古いとみなされている溶岩チューブ洞窟群である。なかでも万野風穴は総延長距離908mで万野溶岩流では最長の溶岩チューブ洞窟である2,3)。ここでは測量図2,3)のある万野風穴（大日穴）に注目して万野溶岩流の降伏値と表面張力の推定を行った。
[万野風穴（大日穴）と溶岩降伏値]
万野風穴（大日穴）の内部の写真を写真１に、水平断面と縦断面の測量図を図１に示す。縦断面図の高低差(30m)と洞窟長さ(700m)から傾斜角度α=2.5°が得られる。洞窟高さはほぼ5mである。傾斜した円管内を流れるビンガム流体の流動限界条件により、溶岩降伏値fBはfB=H(ρg sinα)/4から推定される4)。 溶岩密度を2.5g/cm3とすると前記条件からfB= 1.32x104 dyne/cm2が得られる。珪酸重量分率49.7%の玄武岩溶岩としては妥当な値と考えられる。
[溶岩鍾乳と表面張力値]
万野風穴（大日穴）の天井部には多くの溶岩鍾乳がみられる。溶岩チューブから溶岩が抜け出るときそ天井にのこされた残存溶融溶岩が天井から垂れ下がり形成されるのが溶岩鍾乳である。この溶岩鍾乳のピッチから溶岩の表面張力を推定することができる5)。すなわち天井に付着している液膜の安定性限界条件から、液膜の波動の固有ピッチP=2π(γ/gρ)1/2が得られる。ここでγは溶岩の表面張力、gは重力加速度、ρは溶岩の密度である。 したがって天井からたれ下がる溶岩鍾乳の凹凸のピッチPを測ることにより溶岩の表面張力γ= P2 gρ/4π2を求めることが出来る5)。万野風穴で計測されたピッチはおおよそP=3~4cmであり(写真２参照)、表面張力としてγ=560～990 dyne/cmが得られる。表面張力としては妥当な値と考えられる。
[おわりに]
万野風穴(大日穴)のチューブ形状と内部構造により万野溶岩流の降伏値と表面張力を推定した。得られた両数値とも玄武岩として妥当な値と考えられる。降伏値、表面張力ともに他の富士山の溶岩流の他の例と同様である4,5)。今後も未検討の富士山の溶岩チューブ洞窟について引き続き調査検討を進めてゆく予定である。
参考文献：
1)高田亮、山元孝広、石塚吉浩、中野俊(2016):富士火山地質図(第2版)説明書,産業技術総合研究所,地質調査総合センター
2)小川孝徳(1980)：「富士山の溶岩洞穴・溶岩樹型の地質学的観察」洞人第２巻第３号、日本洞窟協会、1980年8月。
3)富士宮市郷土資料館(1991):「富士宮の火山洞窟」、富士宮市郷土資料館調査報告書、第2号、富士宮市。
4)本多力(2018):溶岩チューブ洞窟と溶岩樹型による富士山・溶岩流の降伏値の推定、地球惑星科学連合2018年大会,SVC43-02
5)本多力(2015):溶岩チューブ洞窟と溶岩樹型の空洞内部に見る溶岩鍾乳と溶岩石筍から推定される溶岩の表面張力.地球惑星科学連合2015年大会,SVC46-07
富士山・万野溶岩流はBC10000以前といわれきわめて古い溶岩流で、珪酸重量分率は49.7%と低い値を示している1)。万野溶岩流内には万野風穴（別名称は大日穴）、屋敷穴、弘法穴、窓穴、銀河風穴、観音穴（すでに埋没）の存在が知られている2,3) 。これらは一連の溶岩チューブシステムと考えられ、富士山では最も年代が古いとみなされている溶岩チューブ洞窟群である。なかでも万野風穴は総延長距離908mで万野溶岩流では最長の溶岩チューブ洞窟である2,3)。ここでは測量図2,3)のある万野風穴（大日穴）に注目して万野溶岩流の降伏値と表面張力の推定を行った。
[万野風穴（大日穴）と溶岩降伏値]
万野風穴（大日穴）の内部の写真を写真１に、水平断面と縦断面の測量図を図１に示す。縦断面図の高低差(30m)と洞窟長さ(700m)から傾斜角度α=2.5°が得られる。洞窟高さはほぼ5mである。傾斜した円管内を流れるビンガム流体の流動限界条件により、溶岩降伏値fBはfB=H(ρg sinα)/4から推定される4)。 溶岩密度を2.5g/cm3とすると前記条件からfB= 1.32x104 dyne/cm2が得られる。珪酸重量分率49.7%の玄武岩溶岩としては妥当な値と考えられる。
[溶岩鍾乳と表面張力値]
万野風穴（大日穴）の天井部には多くの溶岩鍾乳がみられる。溶岩チューブから溶岩が抜け出るときそ天井にのこされた残存溶融溶岩が天井から垂れ下がり形成されるのが溶岩鍾乳である。この溶岩鍾乳のピッチから溶岩の表面張力を推定することができる5)。すなわち天井に付着している液膜の安定性限界条件から、液膜の波動の固有ピッチP=2π(γ/gρ)1/2が得られる。ここでγは溶岩の表面張力、gは重力加速度、ρは溶岩の密度である。 したがって天井からたれ下がる溶岩鍾乳の凹凸のピッチPを測ることにより溶岩の表面張力γ= P2 gρ/4π2を求めることが出来る5)。万野風穴で計測されたピッチはおおよそP=3~4cmであり(写真２参照)、表面張力としてγ=560～990 dyne/cmが得られる。表面張力としては妥当な値と考えられる。
[おわりに]
万野風穴(大日穴)のチューブ形状と内部構造により万野溶岩流の降伏値と表面張力を推定した。得られた両数値とも玄武岩として妥当な値と考えられる。降伏値、表面張力ともに他の富士山の溶岩流の他の例と同様である4,5)。今後も未検討の富士山の溶岩チューブ洞窟について引き続き調査検討を進めてゆく予定である。
参考文献：
1)高田亮、山元孝広、石塚吉浩、中野俊(2016):富士火山地質図(第2版)説明書,産業技術総合研究所,地質調査総合センター
2)小川孝徳(1980)：「富士山の溶岩洞穴・溶岩樹型の地質学的観察」洞人第２巻第３号、日本洞窟協会、1980年8月。
3)富士宮市郷土資料館(1991):「富士宮の火山洞窟」、富士宮市郷土資料館調査報告書、第2号、富士宮市。
4)本多力(2018):溶岩チューブ洞窟と溶岩樹型による富士山・溶岩流の降伏値の推定、地球惑星科学連合2018年大会,SVC43-02
5)本多力(2015):溶岩チューブ洞窟と溶岩樹型の空洞内部に見る溶岩鍾乳と溶岩石筍から推定される溶岩の表面張力.地球惑星科学連合2015年大会,SVC46-07