こだわりアカデミー
火山大国日本!噴火のメカニズムだけではなく 防災知識も知っておいて欲しいですね。
知られざる火山噴火のメカニズム
姫路工業大学大学院理学研究科教授
井田 喜明 氏
いだ よしあき
1941年、東京都生れ。65年、東京大学理学部物理学科卒業。67年、同大学院理学系研究科修士課程修了、70年、同博士課程修了。東京大学物性研究所助手、東京大学海洋研究所助教授、東京大学地震研究所助教授、同教授を経て、2002年より現職。理学博士。93年−03年までの10年間に渡り、火山噴火予知連絡会会長を務める。現在、同会名誉顧問。03年、第50回交通文化賞(国土交通省)受賞。共著に『火山の事典』(95年、朝倉書店)、『火山とマグマ』(97年、東京大学出版会)など、著書・論文多数。
2004年3月号掲載
マグマの誕生から噴火まで。地球の中で何が起きている?
──この度は、国土交通省の交通文化賞を受賞され、誠におめでとうございます(2003年12月受賞)。公的活動や学術研究等を通じて交通文化の向上に貢献した人に贈られる賞だそうですね。
井田 ありがとうございます。名誉ある賞なので、大変光栄なことだと思っております。
──これまでのご研究の成果と火山噴火予知連絡会(予知連)の会長を務められた功績に対する受賞だそうですが、本日も、その辺りの話についていろいろとお伺いしたいと思っております。
まずは初歩的なことから教えていただきたいのですが、日本は火山国でありながら、その仕組みを理解している人は少ないのではないかと思います。私の周りでも、地球の深部に沸々と煮えたぎったマグマが流れていて、それが噴き出して火山ができると思っている人が多いのですが、本当のところはどうなのでしょうか?
井田 確かに火山からマグマは出てきますが、地球の奥からやって来るのではなく、地表近くで作られるものです。マグマはもともと厚さが2900キロメートルもある、マントルという高温の岩石の層の最上部で生れます。このマントルの岩石が地表近くに上昇すると圧力が低くなってドロドロに溶け出し(減圧融解)、マグマを作り出すのです。噴火によって地表に出てきたマグマを溶岩といいます。
──マグマは固いマントルが溶けたものなんですね。先生は、そのマグマが上昇して噴火するメカニズムを証明なさったそうですが、火山にはいくつかのタイプがあって、メカニズムも異なるとか。
井田 はい。まず、火山は存在する場所によって大きく3つに分けられます。海嶺火山、ホットスポット火山、そして海溝沿いにできる火山です(図参照)。私が主に研究したのが、海溝沿いにできる火山−−島弧型火山や大陸型火山のマグマ上昇の仕組みです。
火山の種類と発生場所 |
──それぞれの仕組みについて教えてください。まず、海嶺火山とはどのような火山なのですか?
井田 海嶺とは海底山脈みたいな海底の高まりで、プレートが新しく生成される場所のことです。海嶺火山の頂上部にあって、割れ目からマグマを噴出します。
──プレートというのは、地球の表面をとりまく厚い岩盤のことですね。ぶつかり合ったり沈み込んだりして地震を起こす原因となっているという…。
井田 そうです。地球のプレートは大きいものが十数枚に分れていて、それぞれが異なる速度で水平に移動します。この運動に対応してマントル内部に流れが起こり、高温のマントルが下から沸き上がってマグマを作ります。これによって海底山脈が生れ、プレートが左右に分断され、流れ出た溶岩が新たなプレートの一部となるのです。
──つまり、海底の割れ目からマグマが湧き出てくるのが海嶺火山なんですね。
井田 そうです。東太平洋海嶺や大西洋中央海嶺の火山が代表的です。
これに対して、プレートの動きとは関係なく、マントル内に点在する熱源(ホットスポット)からマグマが生産されるのが、ホットスポット火山です。有名なハワイのキラウエア火山がこのタイプです。
ホットスポット火山の代表格・ハワイのキラウエア火山。流れ出す溶岩を間近に見ることができる (写真提供:井田喜明氏) |
──では、海溝沿いにできる火山とは?
井田 海洋プレートが大陸側のプレートに沈み込んだ影響でマグマが形成される火山です。沈み込む時に水や堆積物が一緒に引きずり込まれることで融点が低下し、これと減圧融解が影響し合ってマグマが作られます。日本の火山はこのタイプで、島弧型火山といいます。
──火山の誕生過程が違うということは、当然噴火の仕方も違ってくるのでしょうか?
井田 おっしゃる通りです。例えばキラウエア火山は、溶岩がドロドロと流れ出る噴火ですが、日本の火山は火山灰や火山弾(マグマが砕かれたもの)が噴出する、いわゆる爆発型が多いのが特徴です。
──だからキラウエア火山が緩やかな「盾」の形状をしているのに対して、日本の火山は傾斜のきつい形なんですね。
それにしても、私達の知らない間に地球の内部ではさまざまなことが起こっているようですが、目で見えないものを実験で再現するのは、さぞかし大変ではないですか?
井田 マグマの生成に関していえば、それほど高い圧力は必要ではありません。地中でマグマができ始めるのは深さにしてせいぜい100キロメートル、気圧にして10万気圧くらいなので、それほど圧力は高くなく、実験可能な範囲なんです。
ただ、爆発がどうやって起こるか、どういう時に火山灰になったりするかということになると、実際の環境に左右される面が大きいので再現は難しいですね。
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