小屋口剛博, 火山現象のモデリング, 東大出版会, 2008.を用いる。第１章から第７章までを、ほぼこれに沿って講義する。
| 節 | 内容 | 回 | 日 | 教科書の節 | 内容、備考 |
|---|---|---|---|---|---|
| Chapter 1 | 火山とは？ | はじめに、第１章、第２章 | |||
| 1-1 | Introduction | 1 | 4/15 | はじめに | 講義全体の概要 |
| 1-2 | 火山噴火のタイプと噴火堆積物 | 1 | 4/15 | 1.1, 1.1.1, 1.4 | effusive, explosive |
| 1-3 | 噴火タイプの細分類 | 1 | 4/15 | 1.1.2, 1.3.2 | |
| 1-4 | 考えられる噴火の分類基準や尺度のいろいろ | 2 | 5/06 | 1.3, 1.3.1, 1.4, 1.5 | |
| 1-5 | 火山の空間スケールと空間分布 | 2 | 5/06 | 2.1 | |
| 1-6 | 火山の時間スケール | 2 | 5/06 | 2.2 | |
| 1-7 | マグマだまりの証拠 | 3 | 5/13 | 2.3 | |
| Chapter 2 | マグマの性質 | 第３章 | |||
| 2-1 | マグマの成分と岩石学的性質 | 3 | 5/13 | 3.1, 3.2 | 共融系 |
| 2-2 | マグマの発生 | 3,4 | 5/13,6/03 | 3.3 | マグマの生成の原因と火山ができる場 |
| 2-3 | マグマの物性 | 4,5 | 6/03,6/17 | 3.4,3.5,3.6 | メルト、固液混合物、気液混合物の密度と粘性の決まり方 |
| Chapter 3 | 浮力 | 第４章 | |||
| 3-1 | 浮力 | 5 | 6/17 | 4.1 | アルキメデスの原理、浮力の定義 |
| 3-2 | 浮力によるダイアピルの上昇 | 5 | 6/17 | 4.2 | 浮力と粘性抵抗がバランスするときの速度 |
| 3-3 | 浮力によるマグマの上昇の全体像 | 5 | 6/17 | 4.4 | |
| Chapter 4 | 浸透流 | 第５章、第６章 | |||
| 4-1 | 浸透流を考える場面 | 5 | 6/17 | 部分溶融でできたマグマの集積プロセス | |
| 4-2 | 浸透流の考え方の物理的エッセンス | 5 | 6/17 | 5.1 | ダルシーの法則と圧密 |
| 4-3 | 数学的定式化 | 6 | 6/24 | 5.2 | 浸透流と圧密の組み合わせ方 |
| 4-4 | １次元問題における解の基本的性質 | 6 | 6/24 | 5.3,5.3.1 | Darcy 速度と圧密長 |
| 4-5 | 変形する火道問題への置き換えとマグマ・ソリトン | 6,7 | 6/24,7/01 | 5.3.2,5.3.3,5.3.4 | Darcy 速度と圧密長 |
| 4-6 | 融解と組成の変化 | 7 | 7/01 | 5.4,5.4.1,5.4.2 | バッチ融解、分別融解など |
| 4-7 | 岩脈について | 7 | 7/01 | 第６章 | 岩脈の例を紹介するにとどめ、モデリングの説明は省略 |
| Chapter 5 | 火道中の流れ | 第７章 | |||
| 5-1 | 発泡から破砕、そして噴霧流へ | 7 | 7/01 | 7.1 | 泡の核形成→泡の成長→マグマの破砕→噴霧流 |
| 5-2 | 音波と特性曲線の考え方 | 7 | 7/01 | 7.2,7.2.1,7.2.2,7.2.3 | |
| 5-3 | 衝撃波の形成の理解 | 8 | 7/08 | 7.2.4 | 非線形の波の式の一般論 |
| 5-4 | Lavalle nozzle 問題 | 8 | 7/08 | 7.3,7.3.1 | 管の断面積が変化する一次元問題 |
| 5-5 | 衝撃波管問題 | 8 | 7/08 | 7.3.2 | 隔膜を破る問題 |
| 5-6 | 気液二相系の熱力学 | 8 | 7/08 | 7.4,7.4.1 | 気液二相系の音速 |
| 5-7 | プリニー式噴火のモデル | 8,9 | 7/08,7/15 | 7.4.2 | 気泡流と噴霧流を接続した問題、Bernoulli 関数の保存、choking |
| 5-8 | ブルカノ式噴火のモデル | 9 | 7/15 | 7.4.3 | 高圧マグマと空気の間の隔壁を破る問題 |
| Chapter 6 | Enceladus | ||||
| 6-1 | Enceladus | 10 | 7/29 | Enceladus における噴泉の発見 | |
| 6-2 | Enceladus のプルームのモデル | 10 | 7/29 | 火道流モデルの応用：Schmidt et al (2008) Nature, 451, 685-688 の紹介 |
レポート課題（宿題）一覧
| 課題番号 | 出題日 | 内容 |
|---|---|---|
| 1 | 4/15 | 代表的な噴火タイプの噴火の写真をネットで検索して報告せよ |
| 2 | 5/13 | 次の２つから選択 (1)共融系のリキダス曲線の式を求めよ（理想溶液を仮定） (2)教科書3.2節を復習して、共融系の相図の見方をまとめ直せ |
| 3 | 6/03 | 次の２つから選択 (1)教科書4.3節を読んで、式をフォローし、レポートにまとめよ (2)配布した英語の教科書のコピーを読んで、日本語レポートにまとめよ（内容は、地球上で火山ができる場とプレートテクトニクスとの関連の概要） |