マグマ水蒸気噴火
水蒸気マグマ起源の降灰堆積物、その上にあるマグマ起源の火山礫降下堆積物

マグマ水蒸気噴火は、マグマと水の相互作用によって生じる火山噴火です。マグマのみの噴火や水蒸気噴火とは異なります。水蒸気噴火とは異なり、マグマ水蒸気噴火の噴出物には、若い（マグマ性の）岩片が含まれます。[ 1 ]大規模な爆発的噴火には、マグマ性噴火とマグマ水蒸気性噴火の両方の要素が含まれるのが一般的です。

メカニズム

火山灰の形成メカニズムについては、いくつかの説が対立している。最も一般的な説は、水との接触による急速な冷却で粒子が爆発的に熱収縮するというものである。多くの場合、水は海から供給され、スルツェイ島の噴火がその例である。また、サントリーニ島のように、湖やカルデラ湖に水が存在する場合もある。サントリーニ島では、ミノア文明のマグマ水蒸気噴火は湖と、後に海の両方によって引き起こされた。帯水層におけるマグマと水の相互作用の例もある。テネリフェ島の多くのシンダーコーンは、これらの状況からマグマ水蒸気噴火によるものと考えられている。

もう一つの競合理論は、原子炉でモデル化された燃料-冷却材反応に基づいています。この理論によれば、燃料（この場合はマグマ）は冷却材（海、湖、または帯水層）と接触すると破砕します。伝播する応力波と熱収縮によって亀裂が広がり、相互作用面積が増加し、爆発的な急速な冷却速度につながります。[ 1 ]提案されている2つのメカニズムは非常に似ており、現実には両方の組み合わせである可能性が高いです。

預金

マグマ水蒸気噴火灰は、塩基性から酸性まで、幅広い組成において同じメカニズムで形成されます。気泡含有量の少ない塊状またはエクアント状の岩片が形成されます。[ 2 ]マグマ水蒸気爆発噴火の堆積物は、マグマ噴火の堆積物よりも分級が優れ、細粒であると考えられています。これは、マグマ水蒸気噴火の破砕性がはるかに高いことに起因します。

ハイアロクラスタイト

ハイアロクラスタイトは枕状玄武岩に見られるガラスで、爆発を伴わない急冷と玄武岩ガラスの破砕によって生成されました。これらは水とマグマの反応によって幼若岩塊を生成するため、現在でもマグマ水蒸気噴火に分類されています。ハイアロクラスタイトは水深500mを超える場所で形成される可能性があり、[ 1 ] 、この水深では静水圧が高く、玄武岩マグマの発泡が抑制されます。

ヒアロタフ

ハイアロ凝灰岩は、浅い水深（または帯水層内）でのマグマ水蒸気噴火中にガラスが爆発的に破砕されて形成される岩石の一種です。ハイアロ凝灰岩は層状の性質を持ち、これは数分周期の放出量の減衰振動の結果であると考えられています。[ 3 ]この種の噴火は破砕がはるかに大きいため、堆積物はマグマ噴火の堆積物よりもはるかに細粒です。堆積物はその細粒性のため、現場ではマグマ堆積物よりも淘汰がよく見えるものの、粒度分析により、堆積物はマグマ堆積物よりもはるかに淘汰が悪いことが明らかになっています。付加性火山礫と呼ばれる岩塊は、マグマ水蒸気噴火堆積物に特徴的で、現場での識別の重要な要素です。付加性火山礫は、湿った灰の粘着特性によって粒子が結合することで形成されます。標本を手で観察したり顕微鏡で観察したりすると、円形の構造をしている。[ 1 ]

堆積物の形態と特性をさらに左右するのは、水とマグマの比率です。マグマ水蒸気噴火の噴出物は、マグマと水の比率が高い場所では細粒で分級が不十分であると考えられていますが、マグマと水の比率が低い場所では、堆積物は粗粒で分級が優れている可能性があります。[ 4 ]

表面の特徴

カナリア諸島テネリフェ島にある、単成火山のマール・クレーターの一部を含む、古い凝灰岩リングの頂上。マール・クレーターは農業に利用されてきた。

マグマと地表水または地表水の爆発的な反応によって形成される火口地形には、凝灰岩丘と凝灰岩環の2種類があります。 [ 1 ]どちらの地形も単成火山および複成火山に関連しています。複成火山の場合、溶岩、イグニンブライト、火山灰および火山礫の降下堆積物と重なり合うことがよくあります。火星の表面には凝灰岩環と凝灰岩丘が存在する可能性があると予想されています。[ 5 ] [ 6 ]

凝灰岩リング

凝灰岩リングは、周囲の地形よりも低い広いクレーター（マールクレーターと呼ばれる）を囲む、低いテフラのエプロンです。テフラは多くの場合、変質せず、薄く層状になっており、一般的にはイグニンブライト、つまり火砕流の密度流によって生成されたものと考えられています。凝灰岩リングは、湖、沿岸地域、湿地、または地下水が豊富な地域にある火口の周囲に形成されます。

ココクレーターは、ハワイのオアフ島にある、今は死に絶えた凝灰岩の丘です。

凝灰岩丘

凝灰岩丘は急勾配で円錐形をしています。幅の広いクレーターを持ち、高度に変質した厚く堆積したテフラで形成されています。凝灰岩環のより高層化した亜種と考えられており、より弱い噴火によって形成されました。凝灰岩丘は通常、高さが低く、ココ・クレーターは1,208フィート（約383メートル）です。[ 7 ]

例

フォート ロック、米国オレゴン州の侵食された凝灰岩の輪。

サントリーニ島のミノア噴火

サントリーニ島は南エーゲ海の火山弧の一部で、クレタ島の北140kmに位置しています。サントリーニ島のミノア噴火は最も新しい噴火で、紀元前17世紀前半に発生しました。噴火の主成分は流紋デイサイトでした。[ 8 ]ミノア噴火には4つの段階があります。第1段階は、白からピンク色の軽石の降下であり、分散軸は東南東方向に伸びています。堆積物の最大厚さは6mで、上部には火山灰層が交互に層を成しています。第2段階は、メガリップルと砂丘のような構造を持つ斜交成層の火山礫層です。堆積物の厚さは10cmから12mまで変化します。第3段階と第4段階は火砕流密度流堆積物です。第1段階と第3段階はマグマ水蒸気爆発でした。[ 8 ]

1991 年のピナツボ山の噴火

地上から見たフォートロック。

ピナツボ山は、南シナ海とフィリピン海の間にある中央ルソン島にあります。1991年のピナツボ火山の噴火では、前クライマック期には安山岩とデイサイトが噴出し、クライマック期にはデイサイトのみが噴出しました。クライマック期の噴出量は3.7～5.3 km 3でした。[ 9 ]噴火は、火山灰の噴出量の増加、ドームの成長、ドームの成長が続く4回の垂直噴火、13回の火砕流、そして火砕流を伴うクライマック期の垂直噴火で構成されていました。[ 10 ]前クライマック期はマグマ水蒸気噴火でした。

1883年のクラカタウ火山の噴火

1883年のクラカタウ火山の噴火は、マグマ水蒸気爆発の最も強力な例の一つです。1883年8月26日から27日にかけて、クラカタウ火山は激しく噴火し、推定18～21 km³（密度の高い岩石換算で9～10 km³）の噴出物を噴出しました。この噴火は、火山爆発指数（VEI）でVEI-6に相当します。[ 11 ]噴火中、火山の南西斜面で壊滅的な崩壊が発生しました。これにより、マグマが水中で急速な減圧にさらされました。斜面が崩壊するにつれて、露出したマグマ通路に水が流れ込み、非常に激しい反応が起こりました。高度に進化した流紋岩マグマと相まって、この相互作用は部分的にマグマ水蒸気爆発によって引き起こされ、史上最大の音を記録しました。[ 12 ]

ハテペ火山の噴火

232±12年に発生したハテペ噴火は、ニュージーランドのタウポ火山帯にあるタウポ湖で発生した最も最近の大規模噴火であった。当初は小規模な水蒸気爆発が起こり、その後、6 km 3の流紋岩が乾燥噴火してハテペ・プリニー式軽石が形成された。その後、大量の水が噴火口に浸透し、マグマ水蒸気爆発を引き起こし、2.5 km 3 のハテペ火山灰を堆積させた。噴火口からは依然として大量の水が噴出していたものの、最終的に水蒸気爆発によって噴火は停止した。その後、マグマ水蒸気爆発が再開し、ロトンガイオ火山灰を堆積させた。[ 13 ]

グリムスヴェットン火山の噴火

アイスランドのグリムスヴェットン火山は、ヴァトナヨークトル氷床の真下に位置する氷河下火山です。典型的な氷河下噴火では、上部の氷河が下部の火山の熱によって溶け、その後、融解水が火山系に流れ込むことでマグマ水蒸気爆発が起こります。[ 14 ] グリムスヴェットンは活発な地熱系を有しており、マグマ水蒸気噴火が発生しやすい場所です。[ 14 ]上部のヴァトナヨークトル氷床の融解によって氷河下湖も形成され、条件が整うと、ヨークルフロウプと呼ばれる壊滅的な氷河決壊洪水として噴出することがあります。[ 15 ]

2022 年フンガ・トンガ – フンガ・ハアパイ噴火

2022年1月15日、フンガ・トンガ火山で強力な噴火が発生しました。火山爆発指数（VEI-5）に相当し、1883年のクラカタウ火山の噴火以来最大の海底火山噴火となりました。[ 16 ] [ 17 ]この噴火は、マグマ水蒸気反応によって引き起こされたと考えられます。この反応では、安山岩マグマ（900～1100℃）と水深約150mの海水が反応しました。この水深での水圧は約15バールです。その結果、数十km上空まで上昇する巨大な火山灰柱、激しい火山雷、そしてアラスカ州アンカレッジまで噴火音が聞こえるなど、激しい噴火となりました。[ 18 ]

参照

  • 水蒸気噴火 – 水蒸気の爆発によって引き起こされる火山噴火
  • 火山噴火の種類 – 火山活動リダイレクト先の簡単な説明を表示するページ
  • 火山灰 – 火山噴火時に生成された自然物質
  • マール – 凹凸の少ない火山のクレーター
  • 火山パイプ – 火山噴火によって形成された地下構造
  • 峨眉山トラップ – 中国南西部の洪水玄武岩火成岩地域

参考文献

  1. ^ a b c d e Heiken, G. & Wohletz, K. 1985. Volcanic Ash. University of California Press, Berkeley
  2. ^クラーク, ヒラリー; トロール, ヴァレンティン R.; カラセド, フアン カルロス (2009-03-10). 「玄武岩質シンダーコーンの水蒸気爆発からストロンボリ式噴火活動：カナリア諸島テネリフェ島ロスエラレス山」 .火山学・地熱研究ジャーナル. 塩基性爆発活動のモデルと生成物. 180 (2): 225– 245.書誌コード: 2009JVGR..180..225C . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2008.11.014 . ISSN  0377-0273 .
  3. ^ Starostin, AB, Barmin, AA & Melnik, OE 2005. 爆発的噴火および水蒸気マグマ噴火の過渡モデル. 火山学・地熱研究ジャーナル, 143, 133–51.
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  6. ^ Brož P.、E. Hauber、2013年、 JGR-Planets、第118巻、8、1656-75、「火星の水蒸気マグマ爆発の指標としてのHydrocvolcanic tuff rings and cones」 doi： 10.1002 / jgre.20120。
  7. ^ USGS: マールス丘陵と凝灰岩丘陵
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  9. ^ Rosi, M., Peladio-Melosantos, ML, Di Muro, A., Leoni, R. & Bacolcol, T. 2001. ピナツボ火山（フィリピン）1991年クライマックス噴火における噴石落下と噴石流量の比較. 火山学誌, 62, 549–66.
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  14. ^ a b Jude-Eton, TC; Thordarson, T.; Gudmundsson, MT; Oddsson, B. (2012-03-08). 「アイスランド、グリムスヴォトン火山における2004年氷床噴火における氷河上テフラのダイナミクス、層序、および近位拡散」. Bulletin of Volcanology . 74 (5): 1057– 1082. Bibcode : 2012BVol...74.1057J . doi : 10.1007/s00445-012-0583-3 . ISSN 0258-8900 . S2CID 128678427 .  
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さらに読む

  • ウォーカー、GPL 1971. 火砕堆積物の粒度特性. 地質学ジャーナル、79、696-714。
  • Vespa, M., Keller, J. & Gertisser, R. 2006.「過去15万年間のサントリーニ火山（ギリシャ）におけるインタープリニアン期の爆発活動」『火山学・地熱研究ジャーナル』152, 262–86.
  • ライリー（CM）、ローズ（WI）、ブルース（GJS）（2003）「遠位火山灰の定量的形状測定」『Journal of Geophysical Research』108巻、B10、2504頁。
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