Towada 화산의 큰 라이트닝 바카라를 일으킨 마그마 축적의 깊이가 드러납니다

National Research Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) (National Research Institute of Advanced Industrial Science and Technology) (hereinafter referred to as "AIST") Researcher Nakatani Takayuki, Researcher, Kudo Takashi, Director of Geological Information Research Division, Geological Information Research Division, Suzuki Toshihiro, Technical Staff, Technical Staff, occurred at Towada Volcano 36,000 and 15,000 년 전거대한 라이트닝 바카라(마그마 분출량 약 20km³) 고온 및 고압에서의 방출암석 용융 실험| 마그마가 축적 될 때 온도와 압력을 추정하기 위해 수행되었다

현재 Towada 화산의 약 6km 지하 약 6km,지진파 저속 영역가 있습니다 지진 파 속도가 감소하여 해당 영역에 존재하는 것을 추정하기가 어렵다는 다양한 요인이 있습니다 이 연구는 암석 용융 실험이 마그마의 두 배를 축적하여 5-7km 지하의 거대한 라이트닝 바카라를 일으켰다는 것을 밝혀 냈습니다 이 깊이는 지진 저속 영역의 깊이와 일치하며, 이는 라이트닝 바카라 가능한 마그마가 여전히 존재 함을 시사합니다

앞으로, 암석 용융 실험은 미국의 다른 활성 화산의 거대한 라이트닝 바카라 라이트닝 바카라에 대해 수행 될 것입니다 획득 된 지식에 기초하여 지구 물리학 적 탐사 결과를 해석함으로써, 과거에 대규모 폭발을 일으킨 화산에 지하에 존재하는 폭발적인 마그마의 탐지에 기여한다

이 연구의 세부 사항은 2022 년 5 월 12 일 (Eastern Standard Time)에 온라인으로 게시 될 International Journal "지구 물리학 연구 저널 솔리드 흙"

Towada 화산은 Akita와 Aomori Prefectures 사이의 경계에 위치한 활성 화산이며, 직경은 85kmCaldera Lake가있는 칼데라 화산입니다 (Lake Towada) 지난 11,000 년 동안의 라이트닝 바카라 역사를 바탕으로 Towada 화산 라이트닝 바카라시 라이트닝 바카라구 범위가 가정됩니다 이 지역 내에 거주지가 있기 때문에 2022 년 3 월 Towada 화산에서 도입 된 라이트닝 바카라 경보 수준을 특별히 고려했습니다 즉, 지각 운동 또는 화산 지진이 증가하면 특별 경고 4 또는 5가 즉시 발행됩니다

Towada 화산은 Caldera 36,000 ~ 15,000 년 전에 큰 라이트닝 바카라를 가졌으며, 앞으로도 같은 라이트닝 바카라가 계속 될 가능성이 있습니다 거대한 라이트닝 바카라는 드물지만 광범위한 피해를 입히기 때문에 사회는 장기적인 위험 관리가 필요한 핵 관련 시설을 개발하고 운영 할 때 큰 라이트닝 바카라의 잠재력을 평가할 것을 요구하고 있습니다

거대한 라이트닝 바카라 전, 10km³를 초과하는 것으로 여겨진다 지하에 축적되었습니다 거대한 라이트닝 바카라의 잠재력을 평가하기 위해, 지진파 및 기타 시스템을 사용하여 지구 물리학 적 탐사는 일반적으로 마그마가 지하에 저장되어 있는지 여부를 결정합니다 그러나 지진 속도 영역이 낮은 지진 속도 영역이 지구 물리학 적 탐사에 의해 확인 되더라도 마그마 또는 물이 풍부한 유체로 인한 것인지 여부를 구별하기가 어렵습니다 더욱이, 우리가 마그마의 존재를 가정하더라도, 아마도 국부적으로 유체, 라이트닝 바카라 가능한 마그마 또는 결정질의 비수성 마그마가있을 것입니다 (Mash)가 넓은 지역에 존재하는지 여부를 말하기가 어렵습니다 이것은 주로 유체 마그마를 축적하는 공간 스케일이 지진파에 의해 일반적으로 포착되는 스케일 (몇 km)보다 작기 때문입니다 지구 물리학 적 탐사 데이터 만 사용하여 지진 저속 영역에 존재하는 것을 추정하기는 어렵 기 때문에 지질 학적 및 석유 학적 지식을 포함하는 해석이 필요합니다

AIST는 화산 지역의 지질 조사 및 수집 및 분석을 수행하여 큰 라이트닝 바카라를 일으켰습니다 또한, 고온 및 고압에서 수집 된 라이트닝 바카라를 사용하여 암석 용융 실험이 수행됩니다내부 열 가스 압력 장치(그림 1) 준비되었습니다 이 장치를 사용하여 고온 및 압력 하에서 배출 된 미네랄 종을 재현함으로써, 마그마가 축적 한 온도 및 압력을 추정 할 수있다 추정 된 깊이를 현재 관찰 된 지진 저속 영역의 깊이와 비교함으로써, 지질 학적, 석유 학적 발견에 기초하여 여전히 분출 할 수있는 마그마가 있는지 여부를 추론 할 수있다 마그마 축적 조건은 화산의 마그마 지하 마그마의 특성에 의존합니다 따라서 각 화산에 대한 마그마 축적 조건을 개별적으로 검사해야합니다

Towada 화산 주변에는 중요한 핵 관련 시설이 존재하기 때문에 거대 라이트닝 바카라와 관련된 마그마의 축적 조건을 명확히해야합니다 Towada 화산은 서기 915 년 역사 이후 가장 큰 폭발적인 폭발이었으며 거대한 라이트닝 바카라와 마찬가지로 라이트닝 바카라는 이산화 실리콘 (Sio₂10684_10788AIST : Towada 호수의 기원을 보여주는 고화질 바카라 ¹) 및 대규모 라이트닝 바카라 동안 라이트닝 바카라의 분포 범위와 화학적 조성이 밝혀졌습니다 우리는 라이트닝 바카라가 마그마로 축적되었을 때 온도와 압력을 추정하기 위해 지질지도에서 알려진 거대한 라이트닝 바카라로부터의 라이트닝 바카라를 사용하여 암석 용융 실험을 수행했습니다

이 연구는 핵 규제 당국의 핵 규제 당국의 "재난 예방 조치 등을위한 계약 비용 (대량 라이트닝 바카라 프로세스 등에 대한 지식 개발에 관한 연구) 프로젝트 (2019-2021)의 지원으로 수행되었습니다

Towada 화산의 거대한 라이트닝 바카라로 인한 라이트닝 바카라를 사용하여 고온, 고압 암석 용융 실험을 수행했습니다 (그림 2) 실험은 825-900 ℃의 온도 범위에서 수행되었고 100-350 MPa의 압력 (1MPa는 약 10 대기) 및 마그마에 의해 축적 된 온도 및 압력을 추정 하였다

실험에 사용 된 이젝트는 rhyolite 마그마에서 유래 한 경석입니다 경석 돌의 대부분은 다공성 유리이지만 유리의 약 10%Phenocryst미네랄이 포함되어 있습니다 페노 크라이스트 미네랄의 양과 유형은 마그마 축적시 온도와 압력을 반영하므로이를 재현하는 온도 및 압력 조건을 명확하게함으로써 마그마 축적 조건을 추정 할 수 있습니다

경석에 함유 된 미네랄의 유형은 플라 지오 클라 제, 크라이 오 포 록센, 클리노피 록센, 티타늄 아이아이트, 36,000 년 전 라이트닝 바카라의 자철석, 15,000 년 전 라이트닝 바카라의 미네랄 외에도 암페이블이었다 실험은 경석에서 주요 미네랄의 결정화 및 결정 비가 840-850 ° C의 온도와 150-170 MPa의 압력으로 재생성되었음을 보여 주었다 (도 3)

실험에서 추정 된 압력은 약 5-7km 깊이에 해당합니다 다시 말해, 이전 두 개의 거대한 라이트닝 바카라를 겪은 모든 마그마는 Towada 화산의 거의 같은 조건에서 축적 된 것으로 밝혀졌습니다 또한, 현재 Towada 화산에서 지진 저속 영역이 약 ​​6km 지하로 확인되었습니다 (Chen et al, 2020²), 깊이는이 연구에서 추정 된 이전의 마그마 축적 깊이와 거의 일치합니다 이 결과는 오늘날 폭발 할 수있는 마그마가 과거에 분출 한 마그마와 거의 같은 위치에 여전히 존재한다는 것을 시사합니다

고온 및 고압 암석 용융 실험을 통해 과거의 거대한 라이트닝 바카라의 마그마 축적 깊이 결정은 현재 지진파 등을 사용하여 지질 학적 및 양배추 정보를 고려하여 지구 물리학 적 탐사 결과를 해석 할 수 있습니다 또한 Caldera 화산의 폭발 마그마 지하의 탐지에 기여합니다

이제 암석 용융 실험 방법을 사용하여 Aira Caldera와 같이 큰 라이트닝 바카라를 거친 전형적인 일본 화산에 대한 과거의 마그마 축적의 깊이를 추정 할 것입니다 이 발견에 근거하여, 우리는 Caldera 화산에서 분출 할 수있는 마그마가 여전히 존재하는지 여부를 유추하기 위해 지구 물리학 적 탐사 결과를 해석합니다 각 화산에 대한 과학적 지식과 사례 연구를 축적함으로써, 우리는 거대 라이트닝 바카라를 일으키는 마그마의 축적 깊이에 의해 주로 어떤 요인이 적용되는지에 대한보다 일반적인 이해를 제공하는 것을 목표로합니다

게시 된 잡지 :지구 물리학 연구 저널
종이 제목 : 일본의 Towada 화산에서 두 개의 Caldera 형식의 마그마 저장 조건에 대한 실험적 제약
저자 : Takayuki Nakatani, Takashi Kudo 및 Toshihiro Suzuki

¹Kudou Takashi, Uchino Takayuki, Hamasaki Satoshi (2019) Lake Towada 지역의 지질학 지역 지질 연구 보고서 (1/50,000 지질 맵 너비) AIST 지질 조사 센터, p192

²Chen, K X, Fischer, K M, Hua, J, & Gung, Y (2020) PS 수신기 기능으로 일본 북동부의 지각 용융물지구와 행성 과학 편지, 537, 116173.

◆ 거대한 폭발

약 10km³는 라이트닝 바카라로 표면으로 가져 오는 라이트닝 바카라를 말합니다 그것은 종종 대규모의 불꽃 흐름을 포함하여 Caldera 형성으로 이어집니다[참조로 돌아 가기]

◆ 암석 용융 실험

고온 및 고압 환경을 재현 할 수있는 실험 장치를 사용하여 수집 된 폐수가 녹는 실험 혼합물은 일정한 온도 및 압력 조건에서 용융 상태로 유지되고, 화학적으로 균질 해지면, 냉각 중에 결정화가 발생하지 않도록 빠르게 냉각되고 회복된다 수집 된 샘플은 용융과 공존하는 미네랄 종을 결정하기 위해 현미경 하에서 관찰된다[참조로 돌아 가기]

◆ 지진파 저속 영역

지진파가 주변보다 느리게 지나가는 영역을 나타냅니다 지진 속도 속도는 느리지 만, 지하 화산 지역에는 주로 마그마와 물로 구성된 액체가 있다고 가정합니다[참조로 돌아 가기]

◆ Caldera Lake

칼데라 내부의 물을 축적하여 형성된 호수 Caldera는 다량의 마그마의 라이트닝 바카라로 인해 마그마 풀의 천장에 기반암을 무너지는 싱크 홀이며 바로 위의지면에 형성됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ Mash

Magma Deep Underground는 주로 용융 및 결정으로 구성되어 있으며, 결정 함량을 갖는 마그마는 약 50% (결정 분획) MASH라고합니다 결정도가 낮은 마그마는 유동적이며 분출 할 수 있습니다 반면에 Mash는 유체가 아니며 그대로 분출 할 수없는 것으로 생각됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 내부 열 가스 압력 장치

고압 가스 (주로 아르곤)로 압력 용기의 샘플을 압력 용기 (주로 아르곤) 로압하여 샘플을 히터로 가열함으로써 화산에서 고온 및 고압 환경을 재현 할 수있는 실험 장치 특히, 가스는 압력 배지로 사용되기 때문에, 생성 된 압력은 압력 배지 (대략 ± 1 MPa (약 10 대기))로서 고체 재료를 사용하는 실험 장치의 압력보다 높다[참조로 돌아 가기]

◆ Phenocryst

화산암에서 유리체 석재 그룹에서 비교적 큰 결정[참조로 돌아 가기]

◆ 스캐닝 전자 현미경

마이크로 미터가 나노 미터 미세 구조물에 미세한 구조를 관찰 할 수있는 현미경은 빛보다 짧은 전자 빔으로 높은 진공에서 샘플 표면을 스캔함으로써 관찰 될 수 있습니다 (1 마이크로 미터는 1/1000 mm, 1 나노 미터는 1/1 백만 mm)[참조로 돌아 가기]

◆ 에너지 분산 X- 선 분광법

에너지를 사용하여 전자 빔으로 샘플을 조사 할 때 생성 된 특징적인 X- 레이를 분광 화하여 화학 조성을 분석하는 방법 요소는 요소의 X- 선 특성 특성 특성의 에너지 값으로부터 식별 될 수 있으며, 요소 농도는 강도로부터 추정 될 수있다 이 연구에서, 주사 전자 현미경에 부착 된 검출기를 사용하여 실험 후 수집 된 이젝터 및 샘플을 분석 하였다[참조로 돌아 가기]