Volcanic eruption explained - Steven Anderson

翻訳: Kazuyo Amano 校正: Tomoyuki Suzuki

In February of 1942, Mexican farmer Dionisio Pulido

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

thought he heard thunder coming from his cornfield.

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

However, the sound wasn’t coming from the sky.

しかし 雷鳴は空からではなく

The source was a large, smoking crack emitting gas and ejecting rocks.

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

This fissure would come to be known as the volcano Paricutin,

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

and over the next 9 years, its lava and ash would cover over 200 square km.

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

But where did this new volcano come from,

しかし この新たな火山はどこから来て

and what triggered its unpredictable eruption?

何がきっかけで予期せぬ噴火が 起こったのでしょうか

The story of any volcano begins with magma.

どんな火山の話もマグマで始まります

Often, this molten rock forms in areas where ocean water

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

is able to slip into the Earth’s mantle and lower the layer’s melting point.

岩石が溶け マグマが作られます

The resulting magma typically remains under the Earth’s surface

マグマは一般的に 地球の表面下に残っていますが

thanks to the delicate balance of three geological factors.

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

The first is lithostatic pressure.

まず１つ目は「静岩圧」で

This is the weight of the Earth’s crust pushing down on the magma below.

マグマを押し下げようとする 地殻の重さのことです

Magma pushes back with the second factor, magmastatic pressure.

これに対し ２つ目の要因 「マグマの圧力」が押し返します

The battle between these forces strains the third factor:

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―

the rock strength of the Earth’s crust.

つまり「地殻の岩石強度」です

Usually, the rock is strong enough and heavy enough

通常 マグマを地下に とどめておくのに十分な

to keep the magma in place.

強度と重さを岩石は有しています

But when this equilibrium is thrown off, the consequences can be explosive.

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

One of the most common causes of an eruption

最も一般的な噴火の原因の１つに

is an increase in magmastatic pressure.

マグマの圧力の上昇が挙げられます

Magma contains various elements and compounds,

マグマは様々な 元素や化合物を含んでおり

many of which are dissolved in the molten rock.

それらの多くが 溶融した岩石に 溶け込んでいます

At high enough concentrations, compounds like water or sulfur no longer dissolve,

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

and instead form high-pressure gas bubbles.

代わりに高圧の気泡を形作ります

When these bubbles reach the surface,

そして地表に到達すると

they can burst with the force of a gunshot.

弾丸が発射されるように 気泡が弾けます

And when millions of bubbles explode simultaneously,

何百万もの気泡が 同時に爆発する時

the energy can send plumes of ash into the stratosphere.

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

But before they pop, they act like bubbles of C02 in a shaken soda.

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

Their presence lowers the magma’s density,

気泡が含まれると マグマの密度が低くなり

and increases the buoyant force pushing upward through the crust.

地殻を通り 突き上げようとする 浮力が増すのです

Many geologists believe this process was behind the Paricutin eruption

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

in Mexico.

There are two known natural causes for these buoyant bubbles.

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

Sometimes, new magma from deeper underground

まず 地下深部で新たに発生したマグマが

brings additional gassy compounds into the mix.

ガスを含んだ成分を運び 混合物に加わる場合

But bubbles can also form when magma begins to cool.

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

In its molten state, magma is a mixture of dissolved gases and melted minerals.

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

As the molten rock hardens, some of those minerals solidify into crystals.

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

This process doesn’t incorporate many of the dissolved gasses,

この過程に 溶解しているガスは含まれず

resulting in a higher concentration of the compounds

爆発性のある気泡を作る成分の 濃度が高まるのです

that form explosive bubbles.

Not all eruptions are due to rising magmastatic pressure—

全ての噴火が マグマの圧力によるものとは限りません

sometimes the weight of the rock above can become dangerously low.

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

Landslides can remove massive quantities of rock from atop a magma chamber,

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

dropping the lithostatic pressure and instantly triggering an eruption.

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

This process is known as “unloading”

この過程は「除荷作用」として知られ

and it’s been responsible for numerous eruptions,

数々の噴火の原因になっています

including the sudden explosion of Mount St. Helens in 1980.

1980年のセント・へレンズ山の 突然の噴火もそうです

But unloading can also happen over longer periods of time

しかし 除荷作用は 長い時間をかけて起こることもあり

due to erosion or melting glaciers.

その原因には 浸食や氷河の融解が挙げられます

In fact, many geologists are worried that glacial melt

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

caused by climate change could increase volcanic activity.

多くの地質学者が危惧しているのです

Finally, eruptions can occur when the rock layer is no longer strong enough

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

to hold back the magma below.

噴火は起こり得ます

Acidic gases and heat escaping from magma

マグマから放出される酸性ガスや熱により

can corrode rock through a process called hydrothermal alteration,

「熱水変質」という過程を通し 岩盤が劣化

gradually turning hard stone into soft clay.

硬い石が 徐々に柔らかい粘土に 軟質化するのです

The rock layer could also be weakened by tectonic activity.

地殻変動によっても 岩石層は弱まり得ます

Earthquakes can create fissures allowing magma to escape to the surface,

地震により亀裂が入ることで マグマが上部に貫入し

and the Earth’s crust can be stretched thin

地殻が薄く伸ばされるのです

as continental plates shift away from each other.

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

Unfortunately, knowing what causes eruptions

残念ながら 噴火の原因を知っても

doesn’t make them easy to predict.

噴火の予測が簡単になる わけではありません

While scientists can roughly determine the strength and weight

科学者は 地殻の強度と重さは

of the Earth’s crust,

概測できますが

the depth and heat of magma chambers makes measuring changes

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

in magmastatic pressure very difficult.

But volcanologists are constantly exploring new technology

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

to conquer this rocky terrain.

新しい技術を探求し続けています

Advances in thermal imaging have allowed scientists

サーマルイメージング技術の進歩により

to detect subterranean hotspots.

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

Spectrometers can analyze gases escaping magma.

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

And lasers can precisely track the impact of rising magma on a volcano’s shape.

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

Hopefully, these tools will help us better understand these volatile vents

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

and their explosive eruptions.

理解が深まるといいですね