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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.
広い意味での岩石学・マグマ学について、物質科学としての体系な理解と、地球惑星科学における応用方法について身につけます。前半は、Geochemical Kinetics (Zhang)を読み、系統的な知識を身につける。後半は、各受講者の研究課題に応じて、速度論に関係した一般性のある論文を選定するので、その論文紹介を行ってもらいます。研究の位置づけや他の研究との関連などについて解説を加えます。
Students will acquire a systematic understanding of petrology and magmalogy in its broadest sense as material science and how it is applied in earth and planetary science. In the first half of the course, students will read Geochemical Kinetics (Zhang) to acquire systematic knowledge. In the second half of the course, each student will be asked to introduce a paper related to kinetics, which will be selected according to his/her research topic. Explanations will be given on the position of the research and its relation to other studies.
マグマの発生と噴火は、地球内部から宇宙空間に熱が輸送される主要な形態の一つです。中でも、カルデラを形成するような巨大噴火は、日本のような沈み込み帯の大地を形づくっており、さらにまれに発生する超巨大噴火は国家や人類の文明の存亡にも影響する地球科学現象です。本講義では、大量のマグマが発生し、蓄積・噴出過程に関して解説します。またマグマの分化や蓄積条件を定量的に見積もるための方法として、熱力学計算ソフト(Rhyolite-MELTS)の使用法を解説し、データ処理法の実習を行います。
Magma generation and volcanic eruption are one of the primary forms of heat transport from the Earth's interior to outer space. Gigantic caldera eruptions form subduction zone crusts, and the supervolcanic eruptions are phenomena that can affect the survival of nations and human civilization. In this lecture, the processes of generation, accumulation, and eruption of large amounts of magma will be explained. The use of thermodynamic calculation software (Rhyolite-MELTS) to quantitatively estimate the conditions for magma differentiation and accumulation will be explained, and hands-on training in data processing methods will be provided.
野外での実習を通して岩石の産状や多様性を学ぶ。地質図学に必要な基礎知識、テクニックを学ぶ。移動は基本的に学校所有のバスを使用する。遠方に出かける場合は仙台に戻る時間が遅くなる事がある。
This is practice course of geological survey.
This is the field training cause for undergraduate students.
高温高圧実験の長年にわたる研究成果により、多成分多相系マグマの相平衡関係は、熱力学計算ソフト（各種のMELTSプログラム）により、かなりの精度で数値計算できるようになってきた。本講義では、Rhyolite-MELTSを例に、大規模珪長質マグマの結晶分化・蓄積状態を定量的に推定する方法を解説し、データ処理法の実習を行う。
Owing to many years of research results from high-temperature and high-pressure experiments, phase relations in multicomponent multiphase magmas can now be calculated numerically with considerable accuracy using thermodynamic calculation software (various MELTS programs). Using Rhyolite-MELTS as an example, this course will explain how to quantitatively estimate the crystallization differentiation processes and accumulation conditions of voluminous siliciclastic magmas and provide hands-on training in data processing methods.
地球を覆う数十枚のプレートの運動は非常に微々たるものだが、その積み重なりによってヒマラヤ山脈が上昇し、東アジアのモンスーン気候を生み出している。2011年に東北地方を襲った東北沖地震と引き続く巨大津波に代表される災害は、この微々たるプレートの動きが数百年・数千年と積み重なった結果である。この震災やその後に日本列島で頻発する内陸地震や火山噴火を通して、我々は人類と地球の時間スケールの違いに目を向ける必要性を感じたことだろう。そこで、この講義では地殻変動のしくみと進化の歴史をたどりつつ、地殻変動研究の基礎となる連続体の力学の基礎理論を学び、地殻岩石の力学的物性と変形、さらに地殻変動を生みだすマントル対流について、他惑星の場合と比較しつつ紹介する。また、この講義を通して、いかにして人類が地球の時間スケールでの現象を理解していくべきかを考える。
The movement of plates covering the earth is very subtle in our daily life, but causes mountain building of Himalayas and creating a monsoon climate in East Asia through geologic ages. Geological disasters such as the 2011 Tohoku-oki earthquake and subsequent gigantic tsunamis are the consequence of this tiny plate movement accumulating as hundreds and thousands of years. From the megathrust event and induced inland earthquakes and volcanic eruption, we recognize the necessity to understand the teconic process through geological time scaels. Therefore, in this lecture we will learn the fundamental theory of the continuum mechanics which is the basis of the research on solid earth, tracing the evolution history of the plate tectonics. Then we will also learn that plate movement is the surface expression of mantle convection representing mechanical properties and cooling histories earth. Through this lecture, we will consider how we should understand the dynamics and evolution of our dynamic Earth.
本講議は全て英語で行われ、短期留学生プログラムの "Dynamics of the Earth"と共通で開講する。
<注意>
学部で開講された地球惑星物質科学入門 (Introduction to Earth and Planetary Material Sciences)を受講し、単位認定を受けた者は、単位認定されない。
日本人の地球科学系の学部生にとっては、内容の一部は復習になるであろう。ただし、太陽系進化学、火山学、鉱物学、地球化学などについては他の講義で不足している基礎的な内容が補則されるので聴講を推奨する。
内容の学習にとどまらず、主体的に授業に参加する留学生の積極的な態度から多くを学んで欲しい。他の講義や学会等でも質問をすることに躊躇せず、自分の考えを理論的な述べられるようになるきっかけとなれば幸いである。
また、国際語としての英語の必要性を肌で感じ、英語学習の動機付けもねらっている。
This class is an introductory geology program to understand fundamental issues of Earth Sciences. The basics of Solar system, Volcanology, Mineralogy and Geochemistry will be taught, and each part will introduce recent topics.
１．目的
地球環境や地球上のエネルギー・資源は、その大元をなす地球内部の環境すなわち地圏環境に依存する。
本講義では、地質学を中心として、地球物理学、地球化学の成果に基づき、現代的な視点から地圏環境の科学を学ぶ。
２．概要
地殻を構成する岩石の分類、成因、地質構造と変形、地殻の運動、資源の形成と分布、地質年代の測定方法等の原理と実例を通じて、地殻科学の基礎を主として物質科学，および環境科学的な側面から習得する。
３．達成目標等
岩石や地質構造の分類や成因を理解し、様々な地質現象を考察するための地球科学的素養を習得し，地圏環境の成り立ちを理解する。地球全体をシステムとして捉え、地球環境をグローバルかつ長期的に思考するために必要な地球科学・地質学的な視点を習得する。
クラスコード 4ofrxku
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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認できます。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
1. Purpose
Geoscience is a discipline which explores universal laws governing various kinds of natural phenomena in the Earth, including geology, geochemistry and geophysics.
2. Outline
Environmental geoscience includes classification of rocks and formation mechanisms, structural geology, kinematics of the
Earth's crust, formation of natural resources, and geochronology.
3. Achievement
This course is designed to understand classification of rocks and geological structure, and to discuss on formation of geosphere environments.
Class code: 4ofrxku