メニュー閉じる

火山はどんなしくみで噴火するの?

火山はどんなしくみで噴火するの?

こたえ:マグマが地球(ちきゅう)内部(ないぶ)圧力(あつりょく)によってのぼり、地表(ちひょう)にふき()します。

火山(かざん)とは、地球(ちきゅう)内部(ないぶ)にたまったマグマがふき()してできた(やま)です。そのうち過去(かこ)1(まん)(ねん)以内(いない)噴火(ふんか)した火山(かざん)や、現在(げんざい)活発(かっぱつ)活動(かつどう)している火山(かざん)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)(かず)は、世界(せかい)活火山(かっかざん)(やく)7%に()たる1111)(やく)200(まん)(ねん)(まえ)から現在(げんざい)までに日本(にほん)列島(れっとう)()まれた火山(かざん)(かず)は350ほどといわれています2)

こうした火山(かざん)場所(ばしょ)地図(ちず)確認(かくにん)すると、プレート((あつ)さが(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(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)(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(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()きているのでしょうか。

日本(にほん)(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(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)大量(たいりょう)にふくんだ状態(じょうたい)(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)マントル一部(いちぶ)()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(ちい)さいため、地表(ちひょう)()かってのぼっていきますが、地表(ちひょう)から(ふか)さ5~20kmの場所(ばしょ)(とど)まって「マグマだまり」をつくります。マグマだまりに(した)から(あたら)しいマグマが(はい)ってくると、その圧力(あつりょく)でマグマは()()されて「火道(かどう)」とよばれる(とお)(みち)をのぼり()します※1。マグマが地表(ちひょう)(ちか)くまでやって()ると、まわりの岩盤(がんばん)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)地表(ちひょう)()()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)(いきお)いを()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(かんが)えられています4)。くわしく()うと、マグマだまりから火道(かどう)()るとマグマにかかる圧力(あつりょく)()がるため、マグマに()けこめる水蒸気(すいじょうき)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(りょう)()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)()がり、気泡(きほう)体積(たいせき)(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)(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()し、(はげ)しい噴火(ふんか)()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(おお)くふくまれていると爆発的(ばくはつてき)噴火(ふんか)()きやすい、といえます。

※1 最近の研究では、ある程度の量のマグマがたまると、その浮力だけでもマグマだまりの天井を破って上昇することがわかっています5)
※2 噴火には、マグマが直接地表にふき出す「マグマ噴火」のほかに、地下水がマグマに温められて爆発的に噴出する「水蒸気噴火」と、マグマに地下水が触れていっしょに噴出する「マグマ水蒸気噴火」があります6)

 気象庁(きしょうちょう)は、(とく)活動(かつどう)活発(かっぱつ)活火山(かっかざん)や、噴火(ふんか)によって(おお)きな災害(さいがい)()きそうな活火山(かっかざん)を「常時(じょうじ)観測(かんそく)火山(かざん)」として、24時間(じかん)体制(たいせい)監視(かんし)しています7)対象(たいしょう)となるのは、火山(かざん)噴火(ふんか)予知(よち)連絡会(れんらくかい)が「火山(かざん)防災(ぼうさい)のために監視(かんし)観測(かんそく)体制(たいせい)充実(じゅうじつ)(など)必要(ひつよう)火山(かざん)」と(えら)んだ50の火山(かざん)です。
 たとえば、何種類(なんしゅるい)もの計測器(けいそくき)火山(かざん)設置(せっち)して、その火山(かざん)周辺(しゅうへん)発生(はっせい)する火山性(かざんせい)地震(じしん)(ちい)さな()れ、噴火(ふんか)によって周囲(しゅうい)空気(くうき)振動(しんどう)する「衝撃波(しょうげきは)」などを(はか)ります。火山(かざん)から(すこ)(はな)れた場所(ばしょ)には監視(かんし)カメラを()()けて、噴煙(ふんえん)噴火(ふんか)のときにふき()す、水蒸気(すいじょうき)火山灰(かざんばい)()ざったもの)の(たか)さ・(いろ)火映(かえい)火口(かこう)(ない)溶岩(ようがん)上空(じょうくう)(くも)噴煙(ふんえん)(あか)()らす現象(げんしょう))などを()ます。そのほか、ヘリコプターを使(つか)って上空(じょうくう)から火口(かこう)様子(ようす)観測(かんそく)したり、自動車(じどうしゃ)(はし)りながら火山(かざん)ガスを観測(かんそく)したりと、さまざまな方法(ほうほう)火山(かざん)監視(かんし)。「まわ)りの地域(ちいき)に影響(えいきょう)をおよぼす噴火(ふんか)発生(はっせい)するかもしれない」「噴火(ふんか)活動(かつどう)(ひろ)がっている」と判断(はんだん)すると、気象庁(きしょうちょう)噴火(ふんか)警報(けいほう)予報(よほう)発表(はっぴょう)します。
このように、火山(かざん)観測(かんそく)監視(かんし)は、まわりの地域(ちいき)人々(ひとびと)生活(せいかつ)(まも)大切(たいせつ)仕事(しごと)今後(こんご)監視(かんし)継続(けいぞく)するために、宇宙線(うちゅうせん)技術(ぎじゅつ)やシミュレーション技術(ぎじゅつ)、ロボットなどを火山(かざん)観測(かんそく)監視(かんし)()かす研究(けんきゅう)(すす)んでいます8)

記事公開:2022年10月

参考資料

1)気象庁「日本の活火山分布図」:https://www.data.jma.go.jp/svd/vois/data/tokyo/STOCK/bulletin/catalog/appendix/v_active.html

2)静岡大学 防災総合センター『活火山富士山がわかる本』「1.火山の基礎知識」:https://www.cnh.shizuoka.ac.jp/research/barchive/mtfuji/001-2/

3)仙台管区気象台「噴火の仕組み」:https://www.jma-net.go.jp/sendai/knowledge/kyouiku/eqvol/a_vol_ws.pdf

4)九州大学「火山の激しさの鍵となるマグマ内の発泡現象」.2020年6月29日:https://www.sci.kyushu-u.ac.jp/koho/qrinews/qrinews_200629.html

5)岡山大学「超巨大噴火の鍵はマグマの浮力」.2014年1月16日:https://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id133.html

6)名古屋大学 御嶽山火山研究施設『火山の基礎知識』「噴火にはどんな種類があるの?」:https://www.seis.nagoya-u.ac.jp/center/kovo/volcano/volcano4.html

7)気象庁「地震・津波と火山の監視」:https://www.jma.go.jp/jma/kishou/intro/gyomu/index92.html

8)産経新聞「火山学者が足りない 他分野との連携で倍増へ 防災強化へ文科省計画」.2015年10月5日:https://www.sankei.com/article/20151005-CJV6E7PQDNOJFDQ6PE5M447OGU/3/

監修者:大山光晴

1957年東京都生まれ。東京工業大学大学院修士課程修了。高等学校の物理教諭、千葉県教育委員会指導主事、千葉県立長生高等学校校長等を経て、現在、秀明大学学校教師学部教授として「理数探究」や「総合的な学習の時間」の指導方法について講義・演習を担当している。科学実験教室やテレビの実験番組等への出演も多数。千葉市科学館プロジェクト・アドバイザー、日本物理教育学会常務理事、日本科学教育学会及び日本理科教育学会会員、月刊『理科の教育』編集委員等も務める。

PAGETOP