火山はどんなしくみで噴火するの？

火山(かざん)とは、地球(ちきゅう)の内部(ないぶ)にたまったマグマがふき出(だ)してできた山(やま)です。そのうち、過去(かこ)1万(まん)年(ねん)以内(いない)に噴火(ふんか)した火山(かざん)や、現在(げんざい)も活発(かっぱつ)に活動(かつどう)している火山(かざん)を「活火山(かっかざん)」とよびます。日本(にほん)にある活火山(かっかざん)の数(かず)は、世界(せかい)の活火山(かっかざん)の約(やく)7%に当(あ)たる111^1）。約(やく)200万(まん)年(ねん)前(まえ)から現在(げんざい)までに日本(にほん)列島(れっとう)で生(う)まれた火山(かざん)の数(かず)は350ほどといわれています^2）。

こうした火山(かざん)の場所(ばしょ)を地図(ちず)で確認(かくにん)すると、プレート（厚(あつ)さが約(やく)100kmのかたい岩盤(がんばん)）がとなりあったプレートの下(した)にもぐりこむ「海溝(かいこう)」（千島海溝(ちしまかいこう)、日本(にほん)海溝(かいこう)、伊豆(いず)・小笠原(おがさわら)海溝(かいこう)、相模(さがみ)トラフ、南海(なんかい)トラフ）と平行(へいこう)に連(つら)なっていることがわかります。どうやら、噴火(ふんか)にはプレートの沈(しず)みこみが関係(かんけい)しているようです。一体(いったい)、どんなことが起(お)きているのでしょうか。

日本(にほん)の近(ちか)くでは、海側(うみがわ)のプレートが陸側(りくがわ)のプレートの下(した)にもぐりますが、このとき海側(うみがわ)のプレートは海水(かいすい)を大量(たいりょう)にふくんだ状態(じょうたい)で沈(しず)みこみます。すると、その水分(すいぶん)などのはたらきで地球(ちきゅう)内部(ないぶ)のマントルの一部(いちぶ)が溶(と)けて、マグマになります^3）。マグマの密度(みつど)はまわりの岩石(がんせき)より小(ちい)さいため、地表(ちひょう)に向(む)かってのぼっていきますが、地表(ちひょう)から深(ふか)さ5～20kmの場所(ばしょ)で留(とど)まって「マグマだまり」をつくります。マグマだまりに下(した)から新(あたら)しいマグマが入(はい)ってくると、その圧力(あつりょく)でマグマは押(お)し出(だ)されて「火道(かどう)」とよばれる通(とお)り道(みち)をのぼり出(だ)します^※1。マグマが地表(ちひょう)近(ちか)くまでやって来(く)ると、まわりの岩盤(がんばん)が圧力(あつりょく)にたえられずにこわれ、マグマや火山灰(かざんばい)が地表(ちひょう)へ出(で)て来(く)るというわけです^※2。

噴火(ふんか)には、ドカーンと爆発(ばくはつ)するものもあれば、比較的(ひかくてき)おだやかなものもあります。噴火(ふんか)の勢(いきお)いを決(き)める要素(ようそ)はいくつかありますが、その1つが“気泡(きほう)”だと考(かんが)えられています^4）。くわしく言(い)うと、マグマだまりから火道(かどう)へ出(で)るとマグマにかかる圧力(あつりょく)が下(さ)がるため、マグマに溶(と)けこめる水蒸気(すいじょうき)や二酸化(にさんか)炭素(たんそ)、二酸化(にさんか)硫黄(いおう)などの量(りょう)が減(へ)って、それらがガスとなって発泡(はっぽう)します。マグマがのぼるにつれてさらに圧力(あつりょく)は下(さ)がり、気泡(きほう)の体積(たいせき)は大(おお)きくなっていきます。そして、気泡(きほう)をたくさんふくんだマグマが地表(ちひょう)近(ちか)くまで到達(とうたつ)すると、一気(いっき)にマグマがふき出(だ)し、激(はげ)しい噴火(ふんか)が起(お)きるのです。このことから、気化(きか)しやすい成分(せいぶん)がマグマに多(おお)くふくまれていると爆発的(ばくはつてき)な噴火(ふんか)が起(お)きやすい、といえます。

1）気象庁(きしょうちょう)「日本(にほん)の活火山(かっかざん)分布(ぶんぷ)図(ず)」：https://www.data.jma.go.jp/svd/vois/data/tokyo/STOCK/bulletin/catalog/appendix/v_active.html

2）静岡大学(しずおかだいがく) 防災(ぼうさい)総合(そうごう)センター『活火山(かっかざん)富士山(ふじさん)がわかる本(ほん)』「1.火山(かざん)の基礎(きそ)知識(ちしき)」：https://www.cnh.shizuoka.ac.jp/research/barchive/mtfuji/001-2/

3）仙台(せんだい)管区(かんく)気象(きしょう)台(だい)「噴火(ふんか)の仕組(しく)み」：https://www.jma-net.go.jp/sendai/knowledge/kyouiku/eqvol/a_vol_ws.pdf

4）九州大学(きゅうしゅうだいがく)「火山(かざん)の激(はげ)しさの鍵(かぎ)となるマグマ内(ない)の発泡(はっぽう)現象(げんしょう)」.2020年(ねん)6月(がつ)29日(にち)：https://www.sci.kyushu-u.ac.jp/koho/qrinews/qrinews_200629.html

5）岡山大学(おかやまだいがく)「超(ちょう)巨大(きょだい)噴火(ふんか)の鍵(かぎ)はマグマの浮力(ふりょく)」.2014年(ねん)1月(がつ)16日(にち)：https://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id133.html

6）名古屋大学(なごやだいがく) 御嶽山(おんたけさん)火山(かざん)研究(けんきゅう)施設(しせつ)『火山(かざん)の基礎(きそ)知識(ちしき)』「噴火(ふんか)にはどんな種類(しゅるい)があるの？」：https://www.seis.nagoya-u.ac.jp/center/kovo/volcano/volcano4.html

7）気象庁(きしょうちょう)「地震(じしん)・津波(つなみ)と火山(かざん)の監視(かんし)」：https://www.jma.go.jp/jma/kishou/intro/gyomu/index92.html

8）産経新聞(さんけいしんぶん)「火山(かざん)学者(がくしゃ)が足(た)りない 他分野(たぶんや)との連携(れんけい)で倍増(ばいぞう)へ 防災(ぼうさい)強化(きょうか)へ文科省(もんかしょう)計画(けいかく)」.2015年(ねん)10月(がつ)5日(か)：https://www.sankei.com/article/20151005-CJV6E7PQDNOJFDQ6PE5M447OGU/3/