[O-04] [JJ] キッチン地球科学　-手を動かすことの利点-

[O04-03] アウトリーチ活動のための水あめ噴火噴火実験

*菅野 洋¹、市原 美恵¹ (1.東京大学地震研究所)

キーワード：火山噴火ダイナミクス、アウトリーチ活動、防災、室内アナログ実験、水あめ

我々は2014年から, 既存のアウトリーチ用室内噴火模擬実験 (竹内, 2006) を参考にして水あめ噴火実験を行い, 地震研究所一般公開を中心に実演を行いながら, 改良を重ねてきた. 火山研究分野におけるアナログ実験では, 噴火の素過程を取り出して実験することが多いが, 本実験では火山噴火のダイナミクスにおいて想定されるような個々のメカニズムを集積した実験系になっている. 身近な材料でできる実験と, その観察・測定を同時に行うことで, 一般の方々にも噴火のダイナミクスをイメージしてもらい, また観測の重要性なども示唆できる実験となっている.
実験流体には, 水あめとクエン酸, 重曹を用いる. 水あめを2つにわけておき, 一方にはクエン酸を, 一方には重曹を混ぜ込む. この二つの流体を, ペットボトルの中で混ぜ合わせることで, 化学反応により発泡が開始する. ペットボトルのふたには, 空気漏れを防ぐため, 独自に設計したアダプタを用いて, チューブを接続しており, チューブの上端にはゴム栓でふたをしておく. 発泡によって容器内の内圧が上がると, チューブ上端のゴム栓を吹き飛ばして, 勢いよく噴出が始まる. これらの実験を, 圧力計とマイク, ウェブカメラを使って, 疑似的に多項目観測を行い, 実演と同時にリアルタイムでディスプレイに生中継し, 実験終了後もデータをすぐに見直せるようなシステムを構築した.
実験では開栓後, 勢いよく水あめがチューブから吹き出し, その後間欠的にチューブから水あめを吹き上げるように噴出を繰り返す. 圧力が下がっていくと, 水あめを吹き上げる力がなくなり, 水あめはチューブからの溢流的へと遷移する. 圧力計に置いては, 開栓にかけてゆっくりと圧力が上昇し, 開栓と同時に急激に圧力が下がる波形が計測され, 噴火前後の山体の傾斜変動を彷彿とさせる. また, マイクには吹き上げるような噴出と同時に波形が記録され, 水あめ噴出活動の激しさを記録している.
今後も今回開発した水あめ噴火模擬実験システムを使ってアウトリーチ活動を展開し, 観測の大切さ, 防災の意識, そしてなにより, 火山噴火ダイナミクスのおもしろさを広く伝えていきたい.