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2014年01月06日

スーパー火山爆発ミステリーが解決された。

BBC Newsは、科学者は、何がいわゆるスーパー火山(supervolcanoes)を噴出させるか理解する努力で、進歩をしたと報告した。

スーパー火山は正常な発露より何千回大きな爆発が起こる。

巨大な突風を引き起こすために地震のような外部トリガーは必要だったと考えられた。

しかし、グルノーブルのヨーロッパ・シンクロトロン放射光装置(European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble)のテストは、液体マグマ(liquid magma)の全くのボリュームが破滅的なスーパー爆発を引き起こすのに十分なことを示した。

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スイスのチームによる研究の詳細は、イギリスの科学雑誌「Nature Geoscience」に現われた。

Supervolcano eruptions driven by melt buoyancy in large silicic magma chambers

Wim J. Malfait,
Rita Seifert,
Sylvain Petitgirard,
Jean-Philippe Perrillat,
Mohamed Mezouar,
Tsutomu Ota,
Eizo Nakamura,
Philippe Lerch
Carmen Sanchez-Valle

Nature Geoscience (2014) doi:10.1038/ngeo2042
Received 26 August 2013 Accepted 21 November 2013
Published online 05 January 2014

これらの「眠れる巨人(sleeping giants(」の内部の極度の熱および圧力のシミュレートは、将来の災害を予言するのを支援することができた。

ETHチューリッヒの第一著者ウィム・マリファイト(Lead author Wim Malfait, of ETH Zurich)は、
「私たちは、時計がかちかち音を立てていることを知っていました。しかし、私たちはスーパー爆発を引き起こすことは、何を必要とするか、どれくらい速くかを知りませんでした:。」

「今、私たちは、あなたが余分な要因を必要としないことを知っています。スーパー火山は、その巨大なサイズにより単独で噴出する場合があります。」
「一旦十分な溶解を得れば、ちょうどそのような爆発を始めることができます。」

約20の既知のスーパー火山が地球である。
インドネシアにトバ湖(Lake Toba in Indonesia)を含んで、ニュージーランドにタウポ湖(Lake Taupo in New Zealand)および、イタリアのナポリ近くの多少より小さなPhlegraeanフィールズを含んでいる。

スーパー爆発は、平均で100,000年ごとに一度だけで、めったに生じない。

しかし、それらは、生じる場合、地球の気候およびエコロジーに壊滅的な影響を及ぼす。

スーパー火山が600,000年前にワイオミングで噴出した時、何が現在のイエローストーン国立公園(Yellowstone National Park)かについて、それは、数kmの深さへの大都市を埋めるのに十分な大気へ1,000立方km以上の灰および溶岩を放出した。

この放逐は、1992年のフィリピンのMtピナトゥボ(Mt Pinatubo in the Philippines)より100倍大きく、1883年のクラカトア(Krakatoa)のような歴史的な爆発さえ矮小にする。

「これは何かです、種として、私たちは結局扱わなければならない。」

「それが今後起こるでしょう」とウィム・マリファイト博士が言った。

「それを小惑星インパクトと比較することができました。所定の時間の危険は小さい。しかし、それが起こる時、結果は破滅的になります。」

そのような大災害を予言することができることは明らかに重大である。

しかし、トリガーは捉えがたいままで、プロセスがMtピナトゥボとのStヘレンのような従来の火山とは異なる。

可能な1つのメカニズムは、それを囲む、より少ない濃厚な溶かされたマグマとより多くの濃厚な岩の間の差によって生成されたマグマ溜中の過剰圧力であると思われた。

「結果は水の下のフットボールの保持に匹敵した。

「あなたがそれをリリースする場合、空気で満たされたボールはそのまわりのより濃厚な水によって上方へ強要されます」とETHチューリッヒのウィム・マリファイトが言った。

しかし、この浮力結果だけが十分だったかどうかは知られていなかった。

それはそれでありえます、1つの、マグマの突然の注入、水蒸気の注入あるいは地震のような補足トリガーは必要であった。

スーパー火山のカルデラ中の激しい圧力および熱をシミュレートするために、研究者はグルノーブルでESRFを訪れた。
ここでそれらは、高圧ビームライン(high pressure beamline)と呼ばれる実験ステーションを使用しました。

それらは、混合が批判的に高圧に達したとともに、変更を探り針で探ることで、ダイヤモンドのカプセルおよび発射された高エネルギーX線に合成マグマを内側にロードした。

「固体から液体マグマまで密度差を測定すれば、私たちは、自発的な爆発を刺激するために必要とされる圧力を計算することができます。」
「地殻中の条件を休養させることは重要でない問題ではありません。しかし、正しい容器で、私たちは安定した液体のマグマを1,700Cおよび36,000の雰囲気以内にしておくことができます。」と、ESRF科学者モハメド・メズーアー(Mohamed Mezouar, an ESRF scientist)がBBCニュースに伝えた。

実験は、固体から液体マグマまでの推移が火山部屋の上の10kmの地殻以上に割れる場合がある圧力を作成することを示した。

「割れ目に入り込むマグマは結局地球表面に届く。」

「また、それは、上昇するとともに、猛烈に拡大するでしょう。爆発を引き起こします。」とETHチューリッヒのカルメン・サンチェス=バレ(Carmen Sanchez-Valle, also of ETH Zurich)は言った。

しかし、イェローストーンがもし爆発の瀬戸際にあったら良いニュースは、私たちがまだ警告を見るであろうということである、とウィム・マリファイト博士がBBCニュースに伝えた。

「地面は恐らく何百mも上昇するでしょう。それ以上のロットは今行います。」
「私たちは、イェローストーンは現在10-30%の部分的な溶解を持っていると思い、噴出するには過剰圧力が十分に高くなるのに約50%かかるでしょう。」
同じジャーナル中の個別の研究で、ジュネーブの大学のルカ・カリッチ(Luca Caricchi of the University of Geneva )の率いるチームは、従来の火山とスーパー火山の間の差について説明するために数学モデルを使用しました。

それらは、「極度に活動的な」共通の火山がスーパー火山を「眠る」ことの中への時間とともに発展することができることを示した。

「ともに得られて、ウィム・マリファイト博士とルカ・カリッチiは挑発的な絵を描いた。

「彼らの結果は、まれで巨大なスーパー爆発およびより小さく、より頻繁な出来事が火山活動用の本質的な原動力の推移を反映することを示唆します」とブリティッシュ・コロンビア大学のマーク・イェリネック(Mark Jellinek, of the University of British Columbia)が,イギリスの科学雑誌「ネイチャー(Nature)」の中で書いて言った。

NATURE GEOSCIENCE | NEWS AND VIEWS
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Volcanology: Volcanic bipolar disorder explained

Mark Jellinek
Nature Geoscience (2014) doi:10.1038/ngeo2067
Published online 05 January 2014

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