2019年 | プレスリリース?研究成果
地震による爆発的な水の蒸気化が引き起こすシリカナノ粒子の生成 ―地震による瞬間的な鉱脈形成のメカニズムを示唆―
【発表のポイント】
- 地震の瞬间に断层内で起こると考えられる高温流体の急减圧（フラッシング）を特殊な実験装置を用いて実现し、地殻成分を溶かし込んだ流体からアモルファスシリカのナノ粒子が瞬间的に生成することを発见。
- 生成したシリカナノ粒子は、400℃以上の高温流体が存在する地殻环境において、短期间（1日以内）で石英の微粒子へと変化することを発见。
- 地震によって断层内で高速の鉱物析出が起こることが示され、地震発生と鉱脉形成とをつなぐ新たな物质科学的な地震モデルの确立が期待される。
【概要】
东北大学大学院环境科学研究科の冈本敦准教授、土屋范芳教授、平野伸夫助教、本宫宪一技术职员、修士课程学生の新部贵理氏、元大学院生の天谷宇志氏は、地震が発生した时の岩石―水反応を理解するために、特殊な実験装置を用いて、地下の高温高圧环境で岩石の成分を溶かし込んだ水のフラッシング実験を実施しました。その结果、流体の圧力の减少に伴って爆発的な水の蒸気化がおこり、一瞬でアモルファスシリカのナノ粒子が生成することを発见しました。また、高温の地殻环境において、このようなアモルファス粒子は非常に短期间に安定な石英の微粒子へと変化することを见出しました。このような短命なシリカ粒子は断层内を高速で移动し、亀裂を闭塞させるために、断层の性质を大きく変化させると考えられます。このような现象は、金鉱床などの地下の鉱脉が地震とともに瞬间的に形成されることを示唆しており、地下资源の形成と地震活动を结びつける新しい研究の解明が期待されます。
本成果は、2019年7月5日、英国の科学誌Scientific Reportsに掲載されました。
図1 石英の水に対する溶解度の等高线図とフラッシング実験の温度圧力条件。
贵尝250、贵尝350、贵尝400、贵尝450の矢印は、フラッシング実験による减圧に伴う温度圧力の経路（0.1秒ごとの时间间隔）を示す。石英の溶解度は、厂颈の浓度のカラーで示している。石英やアモルファスシリカなどのシリカ鉱物は、密度が高い液体の水には溶け込みやすく、密度が低い水蒸気には溶け込みにくいために、急减圧によって、过饱和な状态が作られて、アモルファスシリカの粒子が発生した。星印は、フラッシングにより生成したシリカ粒子を热水中で保持した実験の温度圧力条件を示す。
问い合わせ先
＜研究について＞
东北大学大学院环境科学研究科
准教授 冈本 敦
TEL: 022-795-6334
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＜报道について＞
东北大学大学院环境科学研究科 情報広報室
助手 物部 朋子
罢贰尝：022-752-2241
贵础齿：022-752-2236
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