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[SVC33-P07] 火砕流発生メカニズムを解明するための軽石の放射光分析〜摩周火山と雌阿寒岳火山の例〜
キーワード：放射光分析、軽石、火砕流
火砕流のような広範囲に影響が及ぶ噴火は人間社会にも大きな影響を与えることから，火砕流発生のメカニズムを解明することは噴火推移の予測や火山防災・減災において重要である．噴煙柱崩壊型の火砕流は，爆発的な噴火が発生した際に噴煙柱が不安定になり，崩壊し発生すると考えられている．噴煙柱を形成し維持するためには，マグマの噴出率，噴煙の温度，噴煙が大気を取り込む効率が支配要因であり[1]，噴煙が大気を取り込み，温度を上昇させることで大気は膨張し，噴煙全体の密度が周囲の大気よりも低下することで噴煙柱が形成・維持される．一方で，マグマの噴出率や噴煙の温度が低下することで噴煙の密度は低下し，噴煙柱は崩壊し，火砕流が発生すると理解されている．高温状態で噴煙が大気を取り込む際に火山噴出物は酸化され，Fe3+/Fetot比（ここでFetot = Fe3+ + Fe2+）が高くなるのに対し，低温状態ではFe3+/Fetot比が低下すると考えられる．そこで本研究では軽石のFe3+/Fetot比が噴煙温度の指標になるかどうかを明らかにするため，摩周火山約7600年前噴火[2][3]および雌阿寒岳火山14000年前からはじまった中マチネシリ火砕噴火期1の噴出物[4]を対象に，降下火砕物と火砕流堆積物のFe3+/Fetot比の変化を明らかにした．
約7600年前の摩周カルデラ形成期の噴出物では降下火砕物(Ma-jからMa-g層)と火砕流堆積物（Ma-f3）を対象に，先行研究で報告されている噴出物との対応関係を整理した後，試料を採取した.また，雌阿寒岳中マチネシリ火砕噴火期では火砕流堆積物（M9），降下火砕物（M10），その上部の火砕流堆積物（M11），降下火砕物（M12）を対象に記載と試料採取を行った．採取した試料はビーカーにとって超音波洗浄し，60〜80°Cの恒温機で乾燥させ，-4φから2φまでを1φ間隔でふるいにかけた.そのうち-2φ以上の大きさの軽石を抽出し，放射光分析の試料とした．放射光分析ではタングステン乳鉢およびめのう乳鉢で粉末に加工した軽石を用いた．試料の一部は湿式分析法を用いたFe3+/Fetot比の定量を実施し，標準試料とした．放射光分析はニュースバル放射光施設のビームラインBL-10で実施した．軟X線放射光（〜750 eV）を用いた全電子収量法によってスペクトルを取得し，軽石のFe3+/Fetot比を推定した．
分析の結果，摩周カルデラ形成期の噴出物ではFe3+/Fetot比が0.8〜1.0で火砕流堆積物中の軽石が比較的低い値を示す一方で，中マチネシリ火砕噴火期1の噴出物はFe3+/Fetot比が0.8〜0.9と，最大値が低い値を示した．このようなFe3+/Fetot比の変化と噴出物の気泡組織から，火砕流発生時の減圧速度と噴煙の温度を読み取れる可能性がある．
引用文献
[1] A. W. Woods: Bulletin of Volcanology. 50, 169-193 (1988).
[2] H. Kishimoto, T. Hasegawa, M. Nakagawa, K, Wada: Bulletin of the Volcanological Society of Japan. 54, 15-36 (2009).
[3] T. Hasegawa, S. Shibata, T. Kobayashi, N. Mochizuki, M. Nakagawa, H. Kishimoto: Bulletin of the Volcanological Society of Japan. 66, 187-210 (2021).
[4] K. Wada, E. Sato: Journal of Hokkaido University of Education（Basic Research), 75, No.1(2024)
約7600年前の摩周カルデラ形成期の噴出物では降下火砕物(Ma-jからMa-g層)と火砕流堆積物（Ma-f3）を対象に，先行研究で報告されている噴出物との対応関係を整理した後，試料を採取した.また，雌阿寒岳中マチネシリ火砕噴火期では火砕流堆積物（M9），降下火砕物（M10），その上部の火砕流堆積物（M11），降下火砕物（M12）を対象に記載と試料採取を行った．採取した試料はビーカーにとって超音波洗浄し，60〜80°Cの恒温機で乾燥させ，-4φから2φまでを1φ間隔でふるいにかけた.そのうち-2φ以上の大きさの軽石を抽出し，放射光分析の試料とした．放射光分析ではタングステン乳鉢およびめのう乳鉢で粉末に加工した軽石を用いた．試料の一部は湿式分析法を用いたFe3+/Fetot比の定量を実施し，標準試料とした．放射光分析はニュースバル放射光施設のビームラインBL-10で実施した．軟X線放射光（〜750 eV）を用いた全電子収量法によってスペクトルを取得し，軽石のFe3+/Fetot比を推定した．
分析の結果，摩周カルデラ形成期の噴出物ではFe3+/Fetot比が0.8〜1.0で火砕流堆積物中の軽石が比較的低い値を示す一方で，中マチネシリ火砕噴火期1の噴出物はFe3+/Fetot比が0.8〜0.9と，最大値が低い値を示した．このようなFe3+/Fetot比の変化と噴出物の気泡組織から，火砕流発生時の減圧速度と噴煙の温度を読み取れる可能性がある．
引用文献
[1] A. W. Woods: Bulletin of Volcanology. 50, 169-193 (1988).
[2] H. Kishimoto, T. Hasegawa, M. Nakagawa, K, Wada: Bulletin of the Volcanological Society of Japan. 54, 15-36 (2009).
[3] T. Hasegawa, S. Shibata, T. Kobayashi, N. Mochizuki, M. Nakagawa, H. Kishimoto: Bulletin of the Volcanological Society of Japan. 66, 187-210 (2021).
[4] K. Wada, E. Sato: Journal of Hokkaido University of Education（Basic Research), 75, No.1(2024)