後期 金曜日 ３講時. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員/Instructor : 奥村 聡. 学期/Semester: 後期. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SEP-EAS359J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.
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地球惑星物質科学講座
火山噴火の物質科学とダイナミクス
Dynamics and Material Sciences of Volcanic Eruption
ダイナミックな地球惑星現象を理解し将来を予測するためには，現象の観察を通して得られる様々な情報を統合し，現象をモデル化する必要がある．この講義では，火山噴火とは何か，地質・岩石・地球物理学的な手法で得られている情報に基づいて概観する．その上で，マグマの物理化学的性質の理解を進め，最終的にはそれらの情報を統合した火山噴火モデルについて学ぶ．火山噴火を理解する上で必要な幾つかの基本的な考え方についても復習する．
Volcanoes show a wide variety of eruptions styles. In this lecture, we discuss factors controlling eruption style in term of material science.
火山噴火を題材として，地質・岩石・地球物理的手法等によって得られる情報から地球惑星現象をモデル化する流れを理解する．物質移動やレオロジーの基礎と，マグマや岩石の物理化学的性質についても理解する．
The goals of this lecture are to understand physical and chemical properties of magma and factors (magma rheology, degassing, and crystallization) controlling eruption style.
以下に、講義内容を示す。
１． 火山噴火とは？
２． マントル・マグマ流動の基礎
３． 元素拡散・反応（速度論）の基礎
４． 多孔質媒体中の流体移動の基礎
５． マグマレオロジー （１）珪酸塩メルトの構造とマグマ物性
６． マグマレオロジー （２）粘弾性的性質と破壊
７． マグマ中の揮発性成分
８． 結晶および気泡の核形成と成長
９． マグマ溜まり：温度・圧力とマグマ物性
１０． マグマ上昇のモデル （１）モデル作成
１１． マグマ上昇のモデル （２）噴火多様性の理解
１２． モデルの検証について
１３． まとめ
The contents of this lecture are as follows:
(1) Overview of volcanic eruptions
(2) Review of fluid dynamics
(3) Diffusion and reaction kinetics
(4) Fluid flow through porous media
(5) Magma rheology 1: Structure of silicate melt
(6) Magma rheology 2: Viscoelasticity and fracturing
(7) Volatiles in magma
(8) Nucleation and growth kinetics of gas bubble and crystal
(9) Magma reservoir
(10) Model of magma ascent 1: Theoretical background
(11) Model of magma ascent 2: Controlling factors on eruption style
(12) Unsolved problems based on the comparison between model and observation
(13) Summary
レポート，テストから総合的に評価する．
Reports and examination
授業中に紹介する．
Textbooks will be informed in the lectures.
レポート作成
Report preparation
連絡先：奥村聡 (satoshi.okumura.d2@tohoku.ac.jp)
Contact: Satoshi Okumura (satoshi.okumura.d2@tohoku.ac.jp)