火山学｜マグマの形成と噴火のメカニズム｜噴火は予測可能か

みなさん、こんにちは。Ysです。

今回は「火山」についてです。

日本にはたくさんの火山がありますよね。

たまに噴火したというニュースを見ると少し不安になったりしますよね。

身近なようでよくわからない火山、そもそもどのようにしてできたのか。

どのようにして噴火するのか。

噴火は事前に予測できるのか、前触れのようなものがあるのか。

少しまとめてみました。

 

火山とは

マグマが地表や水中に噴出することによって形成される地形です。

マグマとは地下の高温で溶けた岩石であり、それが地表に出てきたものを溶岩と言います。

地下のマグマが地表に噴出して冷えて固まり、火山が形成されるということですね

ではどのようにして形成され噴出されるのでしょうか。

 

マグマができるまで

マントルの岩石が溶けてマグマになります。

マントルとは地表と地球の核の間の部分のことです。

ここでは高温の岩石が溶けたり、冷えて固まったりを繰り返しています。

溶けると軽くなって地表に向かって上昇し、地表に向かうと温度が下がって固まり下降します。

これによりマントルの岩石はグルグル動いています。

これをマントル対流と言い地殻変動の原因とも言われています。

その対流の中でマグマはどのようにして形成されるのでしょうか。

 

条件は3つです。

　①温度の上昇
　②圧力の低下
　③水分が加わる

温度の上昇と水分は何となく想像できますね。

②は温度が変わらず圧力が低下すると岩石を固体として押さえ込んでいた力が弱まり岩石が膨張し溶けてマグマになるということです。

いずれかの条件を満たし、マントル内でマグマが形成されると、マグマはマントル対流とマグマに含まれる火山ガスによって地表に向かって上昇します。

温度が低ければ冷えて下降しますが、より高温であれば下降せず地表に向かって上昇し続けます。

ちなみにマグマの温度は700〜1200℃だそうです。

次は形成されたマグマが噴火するメカニズムについてです。

 

火山の噴火

マントルでマグマが形成され、地表に向かって上昇しました。

これだけだと、ゆっくり上昇して火山口からダラダラとマグマが出てきても良い気がしますよね。

ではなぜ火山は噴火するのでしょうか。

先程マグマには火山ガスが含まれていると説明しました。

マグマに含まれるこの火山ガスが噴火と関係しています。

身近なもの、炭酸水で考えてみたいと思います。

炭酸水は水に二酸化炭素を閉じ込めたものですね。

ペットボトルや缶で密閉することで圧力を加えて二酸化炭素が逃げ出さないように閉じ込めています。

容器を振ると中の二酸化炭素の気泡同士がくっつきます。

そして、蓋を開けると加えている圧力が下がり一気に空気中に出ようとして発泡します。

マグマの噴火もこれと同じような仕組みなんです。

水と比べマグマは粘り気が強いため、火山ガスを中にしっかりと閉じ込めます。

すると中の火山ガスがどんどん大きくなります。

そして地表に近づき気圧が低下すると大きくなったガスの塊が一気に外に飛び出そうとし、爆発します。

これが噴火です。

同じマグマでもサラサラな成分のマグマであれば比較的穏やかな噴火になるそうです。

 

噴火は予測できるのか

長期的な予測は今でも難しいようですが、短期的な予測なら可能だそうです。

マグマが上昇すると火山ガスにより火口付近の空気中成分が変わったり、地殻変動や地震が起こるなどの予兆がありこれを気象庁や各研究機関が常時監視しているそうです。

私もこれを知って少し安心しました。

 

最後に

いかがでしたでしょうか。

火山に関するニュースが出た時、これまでよりも少しだけ関心を持って見れそうですね。

今回は割愛しましたが、マグマの形成はプレートの動き（プレートテクトニクス）と密接に関係しています。

特に富士山は3つのプレートが重なりあう境界で生まれた世界で他に例のない特殊な火山のようです。

とても興味深い！

こちらについては別の機会で説明したいと思います。

 

最後まで読んで頂きありがとうございました。