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Kuritani Takeshi

Faculty of Science　Earth and Planetary Sciences　Earth and Planetary System ScienceProfessor

Researcher basic information

■ Degree
  • 博士（理学）, 東京大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • 巨大カルデラ形成噴火
  • マグマ
  • 火山
  • マグマ溜まり
  • 地球内部の物質循環
Research Field
  • Natural Science, Solid earth sciences
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • Apr. 2021 - Present
    Hokkaido University, Faculty of Science, 教授
  • Apr. 2014 - Mar. 2021
    Hokkaido University, Faculty of Science, 准教授
  • Apr. 2011 - Mar. 2014
    大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授
  • Apr. 2010 - Mar. 2011
    Tohoku University, Graduate School of Science, 准教授（GCOE）
  • Feb. 2007 - Mar. 2010
    Tohoku University, Graduate School of Science, 助教
  • Apr. 2006 - Jan. 2007
    Kyoto University, 地球熱学研究施設, 研究機関研究員
  • Apr. 2003 - Mar. 2006
    Okayama University, 地球物質科学研究センター, 研究機関研究員
  • Apr. 2000 - Mar. 2003
    日本学術振興会特別研究員, ＰＤ
  • Apr. 1997 - Mar. 2000
    日本学術振興会特別研究員, ＤＣ１
Educational Background
  • Apr. 1997 - Mar. 2000, The University of Tokyo, Graduate School of Science, 地質学専攻 博士課程
  • Apr. 1995 - Mar. 1997, The University of Tokyo, Graduate School of Science, 地質学専攻 修士課程, Japan
  • Apr. 1993 - Mar. 1995, The University of Tokyo, Faculty of Science, Department of Geological Sciences, Japan
  • Apr. 1991 - Mar. 1993, The University of Tokyo, 教養学部 理科Ⅱ類
  • Apr. 1988 - Mar. 1991, 洛南高等学校
Committee Memberships
  • 2026 - Present
    Earth, Planets and Space誌, Editorial Board Member
  • 2019 - Present
    Scientific Reports, Editorial Board Member, Society
  • 2018 - Present
    地質学雑誌, 編集委員
  • 2017 - Present
    岩石鉱物科学, 編集委員
  • 2016 - Present
    Frontiers in Earth Science, Review Editor, Society
  • 2004 - 2025
    Island Arc誌, Associate Editor, Society
  • 2012 - 2016
    火山, 編集委員

Research activity information

■ Awards
  • 2006, 日本岩石鉱物鉱床学会研究奨励賞
    Japan
  • 2005, 日本火山学会研究奨励賞
    Japan
■ Papers
■ Syllabus
  • マグマ科学概論, 2024年, 修士課程, 理学院
  • 自然史科学特別講義Ⅱ, 2024年, 修士課程, 理学院
  • マグマ科学特論, 2024年, 修士課程, 理学院
  • マグマ科学概論, 2024年, 修士課程, 理学院
  • マグマ科学特論, 2024年, 修士課程, 理学院
  • 自然史科学特別講義Ⅰ, 2024年, 修士課程, 理学院
  • 自然史科学特別講義Ⅱ, 2024年, 修士課程, 理学院
  • 地質学実習, 2024年, 学士課程, 理学部
  • マグマ科学, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 地球惑星科学特別講義, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 地球惑星科学実験Ⅰ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 地球惑星科学Ⅰ, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 地球惑星科学実験Ⅳ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 変動帯岩石科学, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 現代地球惑星科学概論１, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 地球惑星物質科学実習, 2024年, 学士課程, 理学部
■ Affiliated academic society
  • 日本地質学会
  • Geochemical Society
  • アメリカ地球物理学連合
  • 日本火山学会
  • 日本岩石鉱物鉱床学会
■ Research Themes
  • Reactivation processes of felsic magma system after caldera forming eruption: constraints from U-Th disequilibrium analysis
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2023 - Mar. 2026
    栗谷 豪; 横山 哲也
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 23K25956
  • Evolution of lithosphere-asthenosphere boundary during the 600 Myr Phanerozoic time in northeast Africa
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2023 - Mar. 2026
    小澤 一仁; 栗谷 豪; 秋澤 紀克
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), The University of Tokyo, 23K03544
  • Origin of water in the Earth inferred from hydrogen isotope ratios of volcanic glass and melt inclusions
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2021 - 31 Mar. 2024
    清水 健二; 羽生 毅; 栗谷 豪
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, 21H01184
  • The lithosphere-asthenosphere boundary zone at steady state
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2020 - 31 Mar. 2023
    小澤 一仁; 秋澤 紀克; 栗谷 豪; 柵山 徹也
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), The University of Tokyo, 20H02003
  • 巨大カルデラ形成噴火におけるマグマ蓄積プロセスの特異性の解明
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    01 Apr. 2020 - 31 Mar. 2023
    栗谷 豪
    本研究は、国内の代表的なカルデラ火山を対象に U－Th 放射非平衡を軸とした物質科学的解析を行い、マグマが多量に蓄積されるに至った特異性の要因を実証的に明らかにすることを目的とする。初年度は、１）洞爺・屈斜路・肘折・阿蘇の４か所を対象とした試料採取および基礎的な化学分析、２）U-Th放射非平衡測定法の確立、を行う予定であった。１）については、コロナ禍のために洞爺・阿蘇についての試料採取が行えなかったことから、研究室内に保管されていた屈斜路・支笏の代表的試料を対象に全岩化学組成（主に微量元素濃度・Sr-Nd-Pb同位体比）の測定を行い、珪長質マグマの生成プロセスについての検討を行った。２）については、マルチコレクタ型質量分析計へのRPQフィルターの装着（230Thへの232Thのテーリング効果の低減）、脱溶媒システムの使用、複数の標準試料（アメリカ地質調査所のBHVO-2とW-2）を使用したデータ補正の試み、などを行った。その結果、230Th/232Th比について0.5%程度の繰り返し再現性での測定が可能になり、またモニター試料として測定したBCR-2の同位体比についても推奨値と一致していることが確認された。確立したU－Th放射非平衡分析法の有効性を確認するため、白頭山10世紀噴火の噴出物について、分析・解析を行った。その結果、主要な珪長質マグマは2万年以上前から準備されていたことなどを明らかにするに至り、確立した分析法とともに、Lithos誌に掲載されるに至った。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 20H02001
  • Long-term eruption potential assessment for active volcanoes in eastern Japan
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2016 - 31 Mar. 2019
    Kuritani Takeshi
    In this study, petrological analyses on volcanic rocks from representative active volcanoes and seismological analyses on the crust and mantle were conducted for the Northeast Japan arc and Kurile arc to estimate magma production rates at the representative volcanoes. We have accumulated information about the temperatures and the fluid fractions of the mantle at the depths of the magma generation for many volcanoes, and also obtained high-resolution tomographic images in the NE Japan and Kurile arcs. By combining the results of the petrological and geophysical analyses, we estimated the paths for slab-derived fluids for some volcanoes. However, we cannot complete the estimations of the magma production rates for the representative volcanoes in the three years of the research period, because of the delay of the research.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 16H04071
  • Research on diversity and preparing processes of caldera-forming silicic eruptions
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2015 - 31 Mar. 2019
    Nakagawa Mitsuhiro
    The formation and eruption processes of the silicic magma plumbing system of a caldera volcano was investigated, with a special attention to the time scale of magma processes. We focused on caldera-forming eruptions of Kutcharo, Shikotsu and Kikai volcanoes. Petrological analysis revealed that the voluminous silicic magma in each eruption was the mixing product of two silicic magma, and that the silicic products had been developed at least since several hundred years before each eruption. Then, we also clarified that each caldera-forming eruption was triggered by the injection of mafic magmas into the mixed silicic magma occurring just before the eruption. In addition, we point out that each caldera-forming eruption was complex, and can be divided into several eruption phases by the presence of dormant periods.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 15H03745
  • The rate of dehydration of the stagnant slab in the mantle transition zone
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
    01 Apr. 2016 - 31 Mar. 2018
    Kuritani Takeshi
    Geophysical observation has suggested that the mantle transition zone beneath NE China is hydrous, and the subducted Pacific slab is stagnated in the transition zone. To estimate the rate of the dehydration of the stagnant slab, petrological and geochemical analyses were conducted on volcanic rocks of variable ages (60-0 Ma) above the stagnant slab. Unfortunately, the rate of the dehydration could not have been estimated because of no significant temporal variation in the water contents of the source mantle. However, this study showed that the mantle transition zone have been hydrous between 60 and 0 Ma. In addition, this study proposed a general model about the origin of the intraplate magmatism over the stagnant slab.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, 16K13900
  • Initiation and eruption style of silicic volcanism: Roles of outgassing and rheology of crystal- and bubble-bearing magmas
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2015 - 31 Mar. 2018
    Okumura Satoshi
    Crystal-rich magmas with high viscosity often cause explosive volcanism. To ascend rapidly to the surface, the magma must be lubricated during the eruption. We performed decompression experiments for bubble- and crystal-bearing magmas to simulate magma ascent process. We also measured the viscosity of magmas with gas bubbles and crystals. Based on these experiments, we found that crystal-rich magma can lubricate due to the breakage of crystal network with gas bubble formation under high decompression rates. In contrast, gas bubbles escaped under low decompression rates. Thus, we infer that explosive volcanism by crystal-rich magmas can cause when high decompression rate is achieved by some mechanisms such as large overpressure in a magma reservoir.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Tohoku University, 15H03714
  • Spars-modeling view of natural history of the solid bodies in the solar system: Exploration strategy of small bodies after the Hayabusa mission
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
    28 Jun. 2013 - 31 Mar. 2018
    Miyamoto Hideaki
    Asteroids are classified based on their reflectance spectra, which are compared with those of meteorites, which are known to be mostly originated from asteroids. However, some types of asteroids do not really match with meteorites, and their direct comparisons are generally difficult without professional skills. We applied the concept of the sparse modelling to connect asteroids with meteorites to search for the optimal integration scheme for two different databases without relying on preliminary knowledge. We developed large databases of asteroids and meteorites for easy application of sparse modelling. Through our analyses including principal component analysis, Bayesian spectral deconvolution and dimensionality reduction, we found that our data-driven approach can extract potential information consistent with previous studies. Our methods show a new type of data handling scheme for asteroid and meteorite data, potentially having a significant contribution for future missions.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area), The University of Tokyo, 25120006
  • Water content of the mantle transition zone constrained by volcanic rocks
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2013 - 31 Mar. 2016
    Kuritani Takeshi; YOKOYAMA TETSUYA; NAKAMURA MICHIHIKO
    Geophysical observation has suggested that the mantle transition zone beneath NE China is hydrous, and intraplate magmatism of this region has been caused by a transition zone-derived mantle plume. In this study, petrological and geochemical analyses were carried out on basaltic rocks in NE China to estimate the water content of the mantle transition zone. It is suggested that the water content of the source mantle is up to 350 ppm, which is significantly higher than that of the normal upper mantle (~120 ppm). As a preliminary result, the water content of the mantle transition zone of ~0.7 wt.% is obtained.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), 大阪市立大学->北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 25287144
  • Chemical differentiation of a stagnant slab
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
    2011 - 2012
    KURITANI Takeshi
    To understand geochemical processes associated with slab stagnation in the mantle transition zone, petrological and geochemical analyses were carried out on Quaternary volcanic rocks in NE China. It is suggested that the mantle transition zone has been me
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Osaka City University, Principal investigator, Competitive research funding, 23740388
  • A study on the mechanism of shallow-level degassing of conduit magmas as a controlling factor of eruption styles
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    2009 - 2012
    NAKAMURA Michihiko; KURITANI Takesi; YASUI Maya; OKUMURA Satoshi; YOSHIA Takeyoshi
    We examined the crystal size distribution (CSD) of ground crystals in the erupted materials of the 2011 Shinmoe-dake volcano. We found that magma residence time in the shallow conduit in the explosive subplinian phase is shorter than in the less-explosive vulcanian and lava dome phases. We also conducted textural relaxation experiments of andesitic pumices in shallow conduit conditions and clarified the vapor pressure dependence of the relaxation and bubble coagulation. We conclude that the textural relaxation enhances formation of “gas pockets" via compaction of shallow melt foam.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Tohoku University, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 21340155
  • Quantitative understanding of thermal evolution of magma chambers
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
    2008 - 2009
    KURITANI Takeshi
    This study has been carried out to understand the mechanism of the thermal and chemical evolution of magma chambers. Thus, the following conclusions were reached : 1)Chemical differentiation trend of magmas can be affected by the amounts of bubbles. 2)In basaltic magma chamber, boundary layer fractionation can be important relative to homogeneous fractionation when magmas are hydrous and the magma chambers are located at depth. 3)It took ~3000 yr for basaltic magma to evolve to andesite at Askja volcano, Iceland.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Tohoku University, Principal investigator, Competitive research funding, 20740303
  • Joint research among Japan, Korea and China on the active history and magma of Baitoushan Volcano
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    2005 - 2008
    TANIGUCHI Hiromitsu; KURITANI Takeshi; MIYAMOTO Tsuyoshi; NAGASE Toshirou; KANNO Hitoshi; GOTO Akio; NAKAGAWA Mitsuhiro; OKUNO Mituru; BAN Masao; MAENO Fukashi; SHIMANO Taketo; ITAYA Tetsumaru; YASUDA Yoshinori; UEKI Sadato; FURUHATA Toru; KOJIMA Yoshitaka
    頭山およびそれを包括する蓋馬溶岩台地に関して、現地調査、衛星データー解析、採集した資料の化学分析・年代分析、国内の関連地層の調査・年代分析などの手法を用いて、白頭山10世紀巨大噴火の概要、白頭山及び蓋馬溶岩台地の火山学的な実態を明らかにしようとした。開始してから1年後に北朝鮮のミサイル問題・核開発問題などの諸問題が発生し、現地での調査や研究者との交流などの実施が徐々に困難になっていった。そのため、すでに収集していた試料の分析、衛星データーの解析及び国内での調査に研究の主力を移し、可能な限りの成果を得ようとした。その結果、近年発生している白頭山における地震多発とマグマ活動との関係、存在は知られているが分布や内容が全く未知である蓋馬溶岩台地の概要が明らかになり、更に、地下におけるマグマの成因についても一定の結論を得た。混乱状態にある白頭山10世紀噴火の年代問題をふくめ、また、北朝鮮からの論文を含め、研究成果は12編の論文として論文集にまとめられつつある。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Tohoku University, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 17253007
  • マグマ分化プロセスの時間スケールの定量的解明
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
    2005 - 2007
    栗谷 豪
    本研究の主目的は、地殻下のマグマ溜り内において、どのような時間スケールでマグマの熱・物質進化が進行するのかについて、定量的な理解を得ることである。その目的達成のため、昨年度まで利尻火山下マグマ溜まりにおける、玄武岩質マグマから安山岩質マグマへの進化の時間スケールを推定し、さらにモデル計算に基づいてマグマの熱進化を時間の関数として表現した。そこで今年度はまず、熱進化の理解の一般性を図るべく、モデル計算の結果の解析を行った。マグマ溜まり内において、熱対流の駆動力は、天井部の固液境界層と主要部マグマ間の熱境界層の温度差であり、その温度差は結晶の過冷却度に対応していると考えられているが、モデル計算で得られた過冷却度と固液境界層の成長速度の関係が、実験で得られているカンラン石の過冷却度と結晶成長速度の関係に比較的近いことが明らかになった。このことから、将来的には結晶の過冷却度と成長速度の関係から、マグマの熱進化をある程度予測できる可能性が示された。本年度はさらに、マグマ溜まり内における、主要部での結晶分化作用(均質分化)と固液境界層由来の分化液が主要部マグマに混入することによって引き起こされる分化作用(境界層分化)との結合作用について考察を行った。その結果、含水量が高いマグマが地下の比較的深部でマグマ溜まりを形成した場合、固液境界層から主要部マグマへのメルトの輸送(境界層分化)が活発になり、さらに主要部マグマのリキダス温度降下を引き起こして結晶化を抑えることによって均質分化を妨げ、その結果、境界層分化がさらに支配的になることが予測された。その一方で、地下の比較的浅部のマグマ溜まり内では、固液境界層から主要部マグマへのメルトの輸送が起こりにくいため、マグマは主に均質分化作用で進化することが明らかになった。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), 岡山大学->京都大学->東北大学, Principal investigator, Competitive research funding, 17740351
  • マグマ分化の時間スケールの定量的解明
    科学研究費補助金
    2005 - 2005
    Competitive research funding
  • 地殻におけるマグマの熱物質進化モデルの構築
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    2000 - 2002
    栗谷 豪
    本年度の当初の研究計画は、マグマ溜まり内における温度・組成構造の進化モデルの仕上げであった。マグマ溜まりの熱物質進化について、結晶の運動を無視するという条件付ながら、多成分系熱力学及び、物質・運動量・エネルギー保存を考慮した2次元モデルの構築を、今年度の前半に終えることができた。その後結晶の運動について、モデルへの組み込みに取り組んできたが、結晶の核密度についての予測が必要であったり、固相が支配的である領域での固相-液相の相対運動を支配するパラメータが未知であったりするといった壁に阻まれ、今年度中の完成には至らなかった。上記の研究と同時進行で、表面電離型質量分析計における鉛同位体比の測定法の開発及び改良を行った。測定時のマス分別効果の補正についてDouble spike法を導入した結果、従来の世界のあらゆる測定法よりも高確度・高精度で鉛同位体比が測定できるようになった。その成果については現在国際誌に投稿中である。また本年度は、昨年度に採取したアイスランドの岩石の解析も行った。解析の結果、アスキヤ火山の玄武岩は大規模なマグマ混合及び地殻物質の混染の影響を受けており、マグマの分化プロセスの情報を引き出すという当初の目的にそぐわないことが判明した。しかし鉛同位体比等のデータから、マグマ溜まり周囲の地殻物質が約2Maに形成されたものであること、またアスキヤ火山の玄武岩マグマはMORBのマグマと地下深部由来のマントルプリューム起源のマグマが噴火直前に混合していた可能性が示された。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for JSPS Fellows, Okayama University, 00J06438
  • 地殻におけるマグマの進化過程の定量的解明
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    1998 - 1999
    栗谷 豪
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for JSPS Fellows, The University of Tokyo, 97J07883