噴出噴火
2023年、アイスランドのリトゥリ・フルトゥル火山の噴火で溶岩がかき混ぜられ泡立つ様子をとらえたビデオ

噴出噴火は、火山から溶岩が地表に流れ出る タイプの火山噴火です。

概要

1984年、マウナロアの玄武岩質アア溶岩の大量噴火

噴火は大きく分けて、噴出噴火と爆発噴火の2つに分類されます。[ 1 ]噴出噴火は、マグマが激しく破砕され、火山から急速に噴出する爆発噴火とは異なります。噴出噴火は玄武岩質マグマで最も一般的ですが、中間質マグマや珪長質マグマでも発生します。これらの噴火は溶岩流と溶岩ドームを形成し、それぞれ形状、長さ、幅が異なります。[ 2 ]地殻深部では、高圧のためにガスがマグマに溶解していますが、上昇して噴火すると圧力が急激に低下し、これらのガスは溶融物から溶出を開始します。火山噴火は、噴出するマグマが揮発性貧弱（水、二酸化炭素、二酸化硫黄、塩化水素、フッ化水素）である場合に噴出性となり、これによりマグマの破砕が抑制され、マグマが滲み出て火口から周辺地域に流出します。[ 1 ]噴出溶岩流の形状は、溶岩の種類（組成）、噴火の速度と期間、および周囲の地形によって決まります。[ 3 ]

噴出噴火が起こるには、マグマがそれに含まれるガス泡を排出できるだけの浸透性を備えていなければならない。マグマが特定の浸透性閾値を超えない場合、ガスが抜けずに爆発的に噴火する。さらに、特定の閾値を超えると、マグマ内の断片化が爆発的な噴火を引き起こす可能性がある。この閾値はレイノルズ数によって支配される。レイノルズ数は流体力学における無次元数であり、流体の速度に正比例する。マグマの上昇速度が遅い場合、噴出噴火となる。マグマの上昇速度が速い場合、マグマ内の断片化が閾値を超え、爆発的な噴火を引き起こす。[ 4 ]珪長質マグマも、噴出噴火と爆発噴火の間でこの遷移を示すが[ 5 ]、断片化のメカニズムは異なる。[ 4 ] 1912年のノヴァルプタ噴火と2003年のストロンボリ噴火はどちらも爆発的な噴火パターンと噴出的な噴火パターンの間の遷移を示した。[ 5 ] [ 6 ]

玄武岩の噴火

玄武岩質マグマは水で飽和しておらず粘性が低いため、最も一般的な噴出噴火です。ほとんどの人はハワイの溶岩流の古典的な写真でそれらを知っています。玄武岩質マグマの噴火は、しばしば噴出噴火と爆発噴火のパターン間を移行します。これらの噴火の挙動は、マグマの浸透性とマグマの上昇速度に大きく依存します。噴火の間、溶解したガスは溶解し、ガス泡としてマグマから上昇し始めます。[ 7 ]マグマの上昇が十分に遅い場合、これらの泡は上昇して逃げる時間があり、浮力の少ないマグマが後に残り、流動的に流れ出します。噴出玄武岩溶岩は冷えてʻaʻāまたはpāhoehoeの2つの形状になります。[ 8 ]このタイプの溶岩流は、例えばハワイに数多く見られる盾状火山を形成し、[ 9 ]この島はこのように形成され、現在も形成され続けています。

珪長質噴火

山頂に流出した溶岩ドームがあるアラスカのノバルプタ火山。

珪長質マグマは爆発的に噴火することが最も一般的ですが、噴出することもあります。[ 10 ]これらのマグマは水で飽和しており、[ 11 ]玄武岩マグマよりも粘性が桁違いに高いため、脱ガスと流出がより複雑になります。噴火前に、マグマだまりを囲む母岩の亀裂を通じた脱ガス[ 12 ]が重要な役割を果たします。ガスの泡が小さな隙間から抜け出して圧力が軽減され、高密度のガスの噴出孔として地表に現れます。[ 13 ]マグマの上昇速度は、噴火の種類を決定する最も重要な要因です。珪長質マグマが噴出するためには、ガスが周囲の岩石に溶解して拡散する時間を確保するために、上昇速度は 10 −5～ 10 −2 m/s で、火道壁が透過性である必要があります。 [ 4 ]流速が速すぎると、火道が透水性であっても不透水性であるかのように振る舞い[ 4 ]、爆発的な噴火を引き起こします。珪長質マグマは典型的には塊状の溶岩流[ 14 ]または溶岩ドームと呼ばれる急斜面の丘を形成します。これは、その高い粘性[ 15 ]により玄武岩マグマのように流動できないためです。珪長質ドームが形成されると、火道内および火道の上部に配置されます[ 16 ] 。噴火のかなり早い段階でドームが形成され結晶化すると、それはシステムの栓として機能し[ 16 ]、脱ガスの主なメカニズムを否定します。これが起こると、溶岩ドームの下で圧力が上昇するため、噴火は流出型から爆発型に変化することがよくあります[ 10 ] 。

参考文献

  1. ^ a b「噴火のスタイル」 volcano.oregonstate.edu . 2018年4月25日閲覧。
  2. ^プログラム、火山ハザード。「USGS：火山ハザードプログラム用語集 - 噴火」volcanoes.usgs.gov。2018年4月25日閲覧。
  3. ^マーシャック、スティーブン.『地質学のエッセンシャルズ』ニューヨーク：WWノートン、2013年。
  4. ^ a b c d並木 篤子; マンガ マイケル (2008-01-01). 「低粘性マグマの破砕と透過性ガス放出の遷移」.火山学・地熱研究ジャーナル. 169 ( 1–2 ): 48– 60. Bibcode : 2008JVGR..169...48N . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2007.07.020 .
  5. ^ a b Nguyen, CT; Gonnermann, HM; Houghton, BF (2014). 「20世紀最大の火山噴火（ノヴァルプタ1912、アラスカ）における爆発的噴出から噴出的噴出への移行」.地質学. 42 (8): 703– 706. Bibcode : 2014Geo....42..703N . doi : 10.1130/g35593.1 .
  6. ^リペペ、マウリツィオ;マルケッティ、エマヌエーレ。ウリヴィエリ、ジャコモ。ハリス、アンドリュー。デーン、ジョナサン。バートン、マイク。カルタビアーノ、トンマーゾ。サレルノ、ジュゼッペ (2005)。 「2003年のストロンボリ火山噴火時の爆発的移行」。地質学。33 (5): 341。ビブコード: 2005Geo....33..341R。土井：10.1130/g21173.1。
  7. ^ 「Effusive Volcanoes」 gwentprepared.org.uk . 2016年8月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年4月25日閲覧。
  8. ^ Camp, Vic. 「火山の仕組み - 玄武岩質溶岩」サンディエゴ州立大学地質科学部. 2014年10月28日閲覧。
  9. ^ 「噴出と爆発的噴火」地質学会。
  10. ^ a b Platz, Thomas; Cronin, Shane J.; Cashman, Katharine V.; Stewart, Robert B.; Smith, Ian EM (2007年3月). 「安山岩噴火における噴出期から爆発期への移行 ― ニュージーランド、タラナキ山の1655年噴火の事例研究」. Journal of Volcanology and Geothermal Research . 161 ( 1–2 ): 15– 34. Bibcode : 2007JVGR..161...15P . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2006.11.005 . ISSN 0377-0273 . 
  11. ^ Woods, Andrew W.; Koyaguchi, Takehiro (1994年8月). 「珪長質マグマの爆発的噴火と噴出的噴火の遷移」. Nature . 370 (6491): 641– 644. Bibcode : 1994Natur.370..641W . doi : 10.1038/370641a0 . ISSN 0028-0836 . S2CID 4243534 .  
  12. ^オーウェン, ジャクリーン; タッフェン, ヒュー; マクガーヴィー, デイビッド W. (2013年5月). 「南アイスランド、ダラクヴィスルの氷河下流紋岩噴火における噴火前の揮発性物質含有量、脱ガス経路、および減圧による火山活動様式の変遷の説明」.火山学・地熱研究ジャーナル. 258 : 143–162 . Bibcode : 2013JVGR..258..143O . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2013.03.021 . ISSN 0377-0273 . 
  13. ^ Burton, Michael R. (2005). 「エトナ山2004-2005：地力学的に制御された噴火の典型」.地球物理学研究レター. 32 (9) 2005GL022527. Bibcode : 2005GeoRL..32.9303B . doi : 10.1029/2005gl022527 . ISSN 0094-8276 . S2CID 130560874 .  
  14. ^ 「火山の仕組み - 安山岩質から流紋岩質の溶岩」。
  15. ^ 「USGS: 火山災害プログラム用語集」。
  16. ^ a bネルソン、スティーブン（2017年8月26日）「火山と火山噴火」 www.Tulane.edu 2018年4月25日閲覧。
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