軽石のナノスケール岩石学から福徳岡ノ場の新しい噴火モデルを提案～マグマの酸化が噴火の引き金に～

　三宅亮 理学研究科准教授、奥村翔太 同博士後期課程学生（研究当時）は、吉田健太 海洋研究開発機構副主任研究員、東北大学、静岡大学、高エネルギー加速器研究機構と共同で、南西諸島（沖縄・鹿児島）に漂着した福徳岡ノ場由来の噴火噴出物（軽石）のナノスケール分析を行った結果、黒色軽石部分が10-20nm程度の磁鉄鉱、100nm程度の黒雲母、300nm程度の単斜輝石のナノ粒子（ナノライト）を含んでいることを新たに見出しました。また、放射光分析によりガラス中の鉄の酸化還元状態を調べたところ、ナノ粒子を含む黒色軽石部分は、灰色軽石部分よりも鉄が酸化されていることが分かりました。

　これらの分析結果と熱力学的な解析により、2021年の噴火の際、火山のマグマ溜まり内では地下深くから上昇してきた玄武岩マグマから水が供給されることで福徳岡ノ場のマグマ溜まりの一部が酸化されてナノ粒子が生じ、形成されたナノ粒子がマグマの発泡を促したことで爆発的な噴火に至ったことを明らかにしました。ナノ粒子形成と火山噴火現象の関わりは近年盛んに研究されている話題ではありますが、今回ナノ粒子の鉱物種と形成条件を詳しく調べることで、これまで通説であった過冷却によるナノ粒子形成モデルとは異なる、マグマ溜まり内部でのナノ粒子形成が爆発的噴火の要因となる新しい噴火モデルを提案しました。

　本研究成果は、2023年5月9日に、国際学術誌「Scientific Reports」に掲載されました。