1942年2月 メキシコで農業を営む ディオニシオ・プリードは
所有するトウモロコシ畑の方から 雷の音が聞こえた気がしました
しかし 雷鳴は空からではなく
ガスや岩石が噴出し 煙が立ち込める 地割れから轟いていたのです
この地割れは 後にパリクティン火山として 知られるようになります
その後９か月かけて溶岩と火山灰が 200平方キロメートルを覆いました
しかし この新たな火山はどこから来て
何がきっかけで予期せぬ噴火が 起こったのでしょうか
どんな火山の話もマグマで始まります
多くの場合 海水がマントルに浸透し 層の融点を下げる場所で
岩石が溶け マグマが作られます
マグマは一般的に 地球の表面下に残っていますが
それは微妙なバランスを保つ ３つの地質学的要因のおかげです
まず１つ目は「静岩圧」で
マグマを押し下げようとする 地殻の重さのことです
これに対し ２つ目の要因 「マグマの圧力」が押し返します
この２つの圧力の拮抗により 緊張が高まるのが３つ目の要因―
つまり「地殻の岩石強度」です
通常 マグマを地下に とどめておくのに十分な
強度と重さを岩石は有しています
しかし均衡が破られた時 爆発的な結果が もたらされるのです
最も一般的な噴火の原因の１つに
マグマの圧力の上昇が挙げられます
マグマは様々な 元素や化合物を含んでおり
それらの多くが 溶融した岩石に 溶け込んでいます
しかし 水や硫黄のような物質の 濃度が高まると もはや溶解せず
代わりに高圧の気泡を形作ります
そして地表に到達すると
弾丸が発射されるように 気泡が弾けます
何百万もの気泡が 同時に爆発する時
そのエネルギーにより 灰の柱となって成層圏へ送られます
しかし 破裂する前に気泡は 振ったソーダの二酸化炭素のように働きます
気泡が含まれると マグマの密度が低くなり
地殻を通り 突き上げようとする 浮力が増すのです
メキシコのパリクティン火山も こうした過程を経て噴火したと
多くの地質学者が考えています
こうした浮力を作用させる気泡の原因として ２つの自然要因が知られています
まず 地下深部で新たに発生したマグマが
ガスを含んだ成分を運び 混合物に加わる場合
そして マグマが冷却し始める時に 気泡が作られる場合です
溶融状態の時 マグマには ガスと溶けた鉱物が混ざり合っています
しかし マグマが固結するにつれ 一部の鉱物は凝固し結晶化します
この過程に 溶解しているガスは含まれず
爆発性のある気泡を作る成分の 濃度が高まるのです
全ての噴火が マグマの圧力によるものとは限りません
上層部の岩石の重さが危険なほど低くなり 噴火が起こることもあり得ます
地滑りによりマグマだまり上部の岩石が 大量に取り除かれ
静岩圧が下がることで 一瞬にして噴火が発生することもあるのです
この過程は「除荷作用」として知られ
数々の噴火の原因になっています
1980年のセント・へレンズ山の 突然の噴火もそうです
しかし 除荷作用は 長い時間をかけて起こることもあり
その原因には 浸食や氷河の融解が挙げられます
事実 気候変動による氷河の融解で 火山活動が増えるかもしれないと
多くの地質学者が危惧しているのです
最後に マグマを抑えるのに十分な程 岩石層の強度が失われた時にも
噴火は起こり得ます
マグマから放出される酸性ガスや熱により
「熱水変質」という過程を通し 岩盤が劣化
硬い石が 徐々に柔らかい粘土に 軟質化するのです
地殻変動によっても 岩石層は弱まり得ます
地震により亀裂が入ることで マグマが上部に貫入し
地殻が薄く伸ばされるのです
これは大陸プレート同士が 互いに離れるときに起こります
残念ながら 噴火の原因を知っても
噴火の予測が簡単になる わけではありません
科学者は 地殻の強度と重さは
概測できますが
マグマだまりの深さと熱が 障害となるため
マグマの圧力の変化の測定は 非常に困難です
しかし火山学者は 岩石からなる地形の測定を制するために
新しい技術を探求し続けています
サーマルイメージング技術の進歩により
科学者は地下のホットスポットを 探知できるようになりました
スペクトロメータにより マグマから分離するガスの分析が可能になり
レーザーにより火山の輪郭へのマグマの影響を 正確に追跡することができるようになりました
こうした技術により 不安定な火道や爆発的な噴火に対し
理解が深まるといいですね