구조적 색상에 의해 생성 된 스피릿 바카라 규칙 방출

Keiko Matsumoto, Active Fault and Volcanic Research Division, 바카라 커뮤니티 (이하 "AIST"), 연구 그룹 및 목재 조각가 Kawasaki Seiji는 상세한 관찰과 화산에 대한 관찰과 분석을 수행 한 무지개 색상의 분석과 분석을 수행했습니다 ejections의 표면에구조 색상

마그마에 용해 된 수증기 및 이산화탄소와 같은 휘발성 성분으로 인해 바카라 규칙 중에 생성 된 어두운 색상의 방송을 Scoria라고합니다 Scoria는 종종 현무암에서 산 안드 사이트 마그마의 분화에서 볼 수 있으며, 화학적 조성을 반영하며, 검은 색 또는 회색이며, 오랜 시간 동안 고온에서 산화되면 붉은 갈색이지만 일부는 파란색 또는 무지개 빛깔의 색상을 보여줍니다 그러한 빛을 가진 Scholia는 종종 발견되지만, 자세한 과학적 분석이나 빛 자체의 기원은 수행되지 않았습니다

이번에는 1986 년 Izu Oshima에 대한 바카라 규칙 폭발 중에 무지개 빛깔의 빛을 나타내는 Scoria의 표면과 단면에 대한 자세한 관찰 및 분석을 수행했습니다 결과적으로, 가시 광 파장 크기의 약한 미세 구조는 Scoria의 표면에서 관찰되었으며, 세계 최초의 광기는 미세 구조에 의해 생성 된 구조적 색이라는 것을 보여준 것은 세계 최초의 것이었다 또한, 바카라 규칙 폭발 동안 미세 구조가 발생할 수있다연기 기둥내부의 뜨거운 가스 환경 하에서 형성된 것으로 밝혀졌다 이 연구는 SCORIA의 구조적 색상 분석이 바카라 규칙 폭발 과정의 세부 사항에 대한 단서를 제공하기를 희망합니다

이 연구의 세부 사항은 2025 년 2 월 19 일 "Rock Mineral Science"에 발표 될 것입니다

바카라 규칙 분화는 지하 마그마가 표면에 나타나는 현상이며, 분화 중에는 용암, 바카라 규칙재 및 바카라 규칙 자갈과 같은 다양한 바카라 규칙 폭발이 표면과 대기로 방출됩니다 바카라 규칙 방출은 마그마가 표면에 들어가거나 연기 컬럼 내에서 올라갈 때 형성되며 분화 전에 마그마의 온도와 압력에 대한 정보와 표면으로 이동하고 축적 할 때의 변화 및 화학 반응에 대한 정보를 포함합니다 따라서, 그 안에 포함 된 이젝터 및 미네랄의 화학적 조성, 미네랄의 형태 및 미네랄의 배열을 분석함으로써, 분화 동안 마그마의 축적 및 상승 과정의 조건뿐만 아니라 연기 내부의 온도 및 가스 조성과 같은 물리 화학적 변화를 조사 할 수있다

검은 색, 회색 및 붉은 갈색과 같은 색상은 마그마 축적, 방출 및 고형화와 같은 많은 프로세스를 통해 형성된 바카라 규칙 규정에서 관찰됩니다 이러한 색상은 이젝터 내부의 유리 및 미네랄에 의해 특정 파장의 빛을 흡수하여 생성되는 재료 색상이며, 이젝터의 화학적 조성 및 미네랄의 유형을 반영합니다 한편, 일부 점수는 무지개 빛깔의 빛을 보여줍니다 곤충, 조류, CD 및 거품과 같은 광학 디스크와 같은 친숙한 것들에서도 볼 수있는 무지개 빛깔의 빛은 빛이 재료 표면의 미세 구조로 인해 회절, 방해 및 산란을 방해 할 때 발생하는 구조적 색상입니다 지금까지 바카라 규칙 폭발에서 볼 수있는 무지개 빛깔의 빛에 대한 자세한 과학적 분석이나 설명은 수행되지 않았습니다

AIST는 바카라 규칙 정화 및 광물의 화학적 조성에 대한 연구를 수행하여 온도, 압력 및 휘발성 성분 (바카라 규칙 가스)와 같은 물리적 및 화학적 조건을 분화하기 전의 마그마 풀의 구성 및 화학적 조성의 화학적 조성 분석 및 마우스시 시각적 인 화학적 재생의 조직 분석에 대한 연구를 수행했다 분화 스타일의 변화를 일으 킵니다 이번에 우리는 1986 년 이즈 오시마의 B Crater B에서 폭발의 바카라 규칙 퇴적물에서 볼 수있는 무지개 빛깔의 빛에 초점을 맞추 었으며, 시계열이 드러나고 퇴적물이 보존되어 빛의 원인을 조사했습니다

이 연구는 JSPS JK 자금 지원 JP22K14130에 의해 뒷받침되었습니다

이 연구에서, 우리는 "바카라 규칙 방출의 일반적인 모습 중 하나"로 간과 된 무지개 색의 빛과 분화의 기원이 아니었던 무지개 빛깔의 빛이 매우 특별한 특징이라고 생각했습니다 Scholia에서 형성된 구조적 색상의 재료 기원을 풀었을뿐만 아니라 그 특성이 바카라 규칙 폭발 역학에 대한 이해로 이어진다는 것을 보여주었습니다

Izu Oshima는 1986 년 Mihara 양 정상 회의 분화구와 BC 분화구라고 불리는 분화구에서 분화구에서 분화했습니다 분화구 B의 분화는 특히 크고 연기 고도가 가장 높습니다16000 m^※)도달했습니다 이 연구에서 무지개 빛깔의 스코 리아는 B 크레이터 분화의 가장 빠른 퇴적물에서 발견됩니다 관찰을 위해, 우리는 육안으로 빛을 보일 수있는 것을 선택했습니다 대부분의 이즈 오시마 지역은 환경부에서 국립 공원으로 지정되며 환경부의 허가는 샘플을 수집해야합니다

Scoria의 무지개 빛깔의 글로우는 파란색의 투명한 영역에서 노란색 빨강, 불투명 한 (금속 광택) 영역으로 전환되어 Scoria 입자의 외부에서 내부로 전환되었습니다 (그림 1) 이 빛은 관찰 각도에 관계없이 같은 영역에서 동일한 색상을 보여줍니다 전자 현미경을 사용한 Scoria 표면의 관찰은 각 영역의 표면이 미세한 결정임을 보여줍니다 (Sphere)는 무리처럼 조밀하게 분포되어 있습니다 (그림 2의 왼쪽, 전자 현미경 사진) 구형의 크기는 가시 광선의 파장보다 약간 짧았으며 작은 파란색 영역, 노란색 및 빨간색 영역으로 변경되었으며 더 큰 크기로 변경되었습니다 (그림 2, 왼쪽 하단) Scoria 표면 및 단면 및 X- 선 요소 매핑의 관찰은 개별 구형 산화물이 다각형 산화철을 함유하는 실리케이트의 수상 돌기 및 그로부터 연장 된 철으로 구성되어 있음을 밝혀냈다 (도 2 오른쪽) 이 구형화물 외에도 마그네슘과 칼슘을 함유하는 미네랄이 결정화되었을 수도 있었으며, 우리는 나트륨, 마그네슘 및 칼슘과 같은 더 많은 요소가 스코 리아 표면 근처의 유리에 집중되어 있음을 관찰 할 수있었습니다

그림 2에서 볼 수 있듯이 복잡한 조직의 경우, 본 연구에서 우리는 이전 연구에서 현무암 유리의 가열 된 산화 실험에 기초하여 조직 형성 메커니즘을 추정했다 Scoria 표면의 미네랄 종의 조합, 미네랄의 형태 및 유리 내부의 요소 분포는 황산을 함유하는 산화 적 고온 가스와 비교적 높은 나트륨을 함유하는 SCORIA의 화학 반응에 의해 발생합니다 Scoria에 함유 된 철의 산화의 결과로, 유리를 만드는 분자 네트워크가 재구성되어 유리에 포함 된 다른 요소가 확산 될 수 있으며, 이는 특정 요소가 스코리아 표면 근처에 축적되는 것으로 추정되며, 다수의 미네랄이 결정화되었다 다각형 결정은 현재 발생한 것으로 생각됩니다 빠른 냉각이 곧 발생하여 더 많은 수지상 결정을 초래한다는 것을 설명 할 수 있습니다

이젝터는 분화의 "즉석"에서 바카라 규칙 연기가 상승하는 지역 내 (연기 열) 내에서 이러한 특수한 뜨거운 가스 환경과 냉각 공정을 경험할 수 있다고 믿어집니다 이 연구에서 무지개 빛깔의 scoria는 Izu Oshima B Crater의 폭발적인 분화의 초기에만 관찰되었으며, 일련의 B 분화구 분화의 높이에서 볼 수있는 Azure Brown Scoria와 분명히 다릅니다 다시 말해, 1986 년 분화의 경우 Rainbow Scoria는 특별한 고온 가스 환경의 지표라고 할 수 있습니다 이 결과는 현장에서의 분화 관찰이 관찰되지 않은 분화 중에 연기 컬럼 내부의 온도 및 가스 환경의 경향을 추적하여 바카라 규칙 연기의 역학을 아직 이해하지 못했음을 보여줍니다

또한, 우리는 또한 SCORIA 표면의 복잡한 조직이 무지개 빛깔의 빛을 나타내는 메커니즘에 대해 논의했습니다 (그림 3) 우선, 관찰 된 청색/투명 영역과 황색-빨간색/불투명 (금속 광택) 영역에서 미네랄 및 유리와 같은 구성 물질에는 차이가 없었으므로 무지개 빛깔의 빛은 재료 색상이 아닌 구조적 색이라고 할 수 있습니다 무지개 색상의 빛 중에서 투명하거나 불투명 한 (금속 광택)이든 구형을 구성하는 산화철의 크기와 산화철 수의 차이를 반영하는 것으로 생각됩니다 또한, 관찰 각도에 관계없이 동일한 영역에서 동일한 색상을 취하면 요소가 무작위로 배열 될 때 발생하는 단색 구조 색상임을 나타냅니다 무지개 빛깔의 Scoria 에서이 기능을 생성하는 "요소"는 구형 그룹의 분포로 생각되며, 색 차이는 개별 구형 크기와 구형의 간격을 반영하는 것으로 추정됩니다 Scoria의 외부에서 파란색, 노란색 및 빨간색으로의 외부에서 전이는 구형 크기의 증가를 반영하며, 더 큰 것들은 더 긴 결정 성장 시간을 갖는 것으로 생각되며, 이는 Scoria 입자의 외부에서 냉각을 반영 함을 나타냅니다

이 연구는 무지개 빛깔의 scoria의 구조적 색상과 형성 메커니즘의 미세 구조적 측면을 보여준다 또한, 무지개 빛깔의 점수는 극심한 분화 환경에서 특별한 과정에서만 형성 될 수 있으며, 이는 무기 재료를위한 새로운 색상 개발 기술의 개발로 이어질 수 있음이 밝혀졌다

^※)오류가 있었기 때문에 다음과 같이 수정했습니다 (2025 년 2 월 21 일)
교정 전 : 1600 m
교정 후 : 16000 m

Izu Oshima 1986 년 분화로부터의 Scoria에 대한 상세한 광물 분석, 분화 경향에 따른 Scoria의 특성의 변화 및 다른 바카라 규칙 및 기타 분화 스타일에서 발생하는 다른 바카라 규칙 및 분화 스타일에서 발생하는 무지개 빛깔의 스코어 리아와의 비교는 계측기와 직접적으로 측정 할 수없는 물리학 적 수경의 차이와 변형을 나타냅니다 바카라 규칙 폭발의 극단적 인 환경을 경험 한 암석의 역동적 인 형성 과정을 설명함으로써, 우리는 과거 분화의 역학을 설명 할 수있을 것입니다 또한, 우리는 고해상도 현미경을 사용하여 구조적 색상을 생성하는 미세 구조의 광학 메커니즘을 이해하고 새로운 기능성 재료 개발에 유용한 지식을 제공 할 것입니다

출판 : : Rock Mineral Science
제목 : 무지개 빛깔의 구조적 색상을 생성하는 미세 구조 : Izu Oshima 1986 분화의 원인
저자 : Matsumoto Keiko, Kawasaki Seiji
doi : 102465/gkk240806

구조 색상

물질의 고유 한 색상으로 인한 물질의 고유 한 색상이 아니라 재료의 구조와 미세 구조에 기초한 빛의 물리적 작용에 의해 야기 된 색상 개발을 말합니다 구조적 색상을 유발하는 주요 미세 구조에는 박막 (예 : 기포), 두께 방향 (다층 필름, 나이 크레 등)의 2 차원주기 구조 및 수평 평면 (회절 격자, CD 광학 디스크 등) 및 3 차원주기 구조 (Oponic Crystals 등)가 포함됩니다[참조로 돌아 가기]

연기 기둥

분화구에서 상승하는 연기 상승 부품, 불꽃 물질과 바카라 규칙 가스를 폭발성 분화에서 표면 대기와 혼합하여 많은 양의 마그마 틱 조각 (pyroclastic matter)을 방출합니다 분화 중에 추진력을 유지하고 불꽃 및 바카라 규칙 가스는 온도가 유지되는 지역으로 간주됩니다 깃털이 성층권에 도달하면 깃털은 성층권과 평행하게 확산되어 우산 모양의 깃털 영역을 형성합니다 이 영역에서, 깃털 내부의 불꽃 재료의 온도는 주변 지역과 거의 같은 수준으로 떨어진 것으로 생각됩니다[참조로 돌아 가기]

Sphere

결정이 결정 핵 주위에 방사형으로 확장되고 구형 모양으로 발전된 다결정의 수집[참조로 돌아 가기]