マグマ中のガス圧

質問

マグマ中のガス圧に対するヘンリーの法則の適応に関しての質問です。

地下のマグマの貫入についての説明は、地下でマグマが冷却する過程で、
マグマの残液中の揮発性成分が増大すると、周囲に強い圧力を及ぼす時期があり、
このときに岩石が破壊され、そこへマグマの貫入が起こるとあります。

また、火山の噴火メカニズムの説明にも、プリーニ式のようなタイプでは、
SiO2成分が多いため、マグマの粘性が高く中に閉じ込められている気体成分が
外に出られず内部がしだいに高圧になって、火山が爆発を起こすとあります。

しかし一方で、噴火によって噴出した火山弾に出来た発泡組織については、
マグマの圧力が下がって揮発性成分がガスに変わったために出来たもの、
との説明があります。

基本的にヘンリーの法則（p = KHχ）では、溶質のモル分率χは、蒸気圧pに
比例するので、ガス成分は高圧ほど液相中に溶け、減圧すると気体成分は
発泡してくるはずです（炭酸飲料の栓を抜いたときのように）。

つまり、マグマの貫入や火山の爆発は、ガス圧の上昇によるものでは
上手く説明が出来ないと思いました。圧力が上がると液相に戻る？？
どなたかこれらにお詳しい方、教えて頂けるととても助かります。
よろしくお願いします。

回答No.2

chie65536

＞ガス成分は高圧ほど液相中に溶け、減圧すると気体成分は
＞発泡してくるはずです（炭酸飲料の栓を抜いたときのように）。

そうだね。でも、そうなるのは「炭酸飲料の入った容器が圧力に負けないほど頑丈だった時」の話。

＞つまり、マグマの貫入や火山の爆発は、ガス圧の上昇によるものでは
＞上手く説明が出来ないと思いました。圧力が上がると液相に戻る？？

なんで？
「炭酸飲料の炭酸ガスのガス圧が上昇すると（気体成分が発泡してるか液相中に溶け込んでいるかに関わらず）炭酸飲料の入った容器がひび割れたり、容器が破裂する」
とは考えられない？

気体成分が発泡しているかマグマに溶け込んでいるかに関わらず、ガス圧が上がって地殻がそれに耐えられなくなれば、ヒビも入るし、ドカンと破裂したりもする。

ま、ぶっちゃけ「中身がマグマだろうがマグロだろうがドグマだろうが、とにかく、圧力が上がっていって、地殻が圧力に耐えられなくなったらヒビ入ったり、ドカンと行く」って事。

お礼

ご回答ありがとうございます。
そんなに今の炭酸容器は、栓を開けるとプシュッと泡が出ませんでしたっけ？
それはさておき、今、お礼の文章を書いていて思ったのですが、ヘンリー則では、
周囲の圧力と溶ける量は比例するはずなので、高圧で溶けていたものが、
減圧されれば気化しますが、また高圧にすれば元に戻るということなんですよね。

しかし、減圧とともに温度低下を伴って、マグマの組成が変化する、もしくは、
固化することによって、ガスが残留しガス圧上昇と考えるのが適当なのでしょうか？

回答No.1

myeyesonly

こんにちは。
温度による溶解度の変化は考察されていないようですが。

お礼

早速ご返答ありがとうございます。温度が低下するとマグマの組成も変化してくるでしょうから、
やはり当然温度も要因の一つになるでしょうね。しかし、何となく漠然としたイメージの話ですが・・・