スーパーボルケーノ超巨大噴火の脅威著 I.N.ビンデマン（オレゴン大学）総合科学４年小山研究室塩田圭佑超巨大噴火とは小天体の地球衝突に匹敵するほど破壊的で発生頻度は１０倍以上  高温の火砕流によって周辺地域の自然環境が瞬時に破壊される  大量に噴出する火山ガスのため、長期にわたって地球規模での気候変動が起こる  イエローストーン国立公園（ワイオミング州）、ロングバレー（カリフォルニア州）、インドネシア・スマトラ島のトバ、ニュージーランド北東のタウポ北米を何度も襲った超巨大噴火超巨大噴火のサイクル巨大噴火を起こす巨大マグマ溜りは大量のマグマの供給によって生み出される。そのメカニズムには２つある。１つはマントル底部から上昇してくる高温の岩石の塊（ホットプルーム）による地殻底部の加熱。もう一方はプレート境界域で一方のプレートの下に他方のプレートが沈み込む際、大量のマグマが発生する。１．沈み込む海洋プレートの直上でマントルの部分溶解が起き、マグマが生産される。２．浅部マグマ溜りが成長するにつれて、その上の地表は膨らみ、亀裂ができる。亀裂が成長して地表に達し、その割れ目を伝ってマグマが地表に達すると爆発的に噴出する。３．マグマ溜りの成長によって大きな歪みを受けていた岩盤は砕け、巨大マグマ溜りの直径に相当する巨大な火口を形成する。噴火によるマグマの放出によって火山灰と火山ガス、火砕流が発生し周囲数十キロにわたってあらゆるものを破壊し焼きつくし灰で埋める。４．超巨大噴火が終わるとカルデラという巨大な陥没地形ができる。その後マグマ溜りが成長するとカルデラ中央にドームが形成される。マントルから新たなマグマの供給を受け再び巨大マグマ溜りが生まれるまでの数十万年の間、マグマ溜りから溶岩がゆっくり上昇し噴火を繰り返す。微結晶が語る噴火の痕跡イエローストーンで噴出した溶岩や火山灰に含まれる結晶の組成を調べることでマグマ形成に関して新たなことが分かった。旧来全岩分析…こぶし大の岩石を丸ごと測定して化学組成を調べる手法近年微小結晶分析…化学技術の発展によって何千もの結晶が集まってできた岩石を高精度で分析できる手法   この１０年地球化学者が特に注目してきたのはジルコン（ZrSiO4）という火山性鉱物の微小結晶で温度や圧力の変化に強く様々な変遷があっても、もともとの組成を維持し続ける鉱物である。著者はこのジルコンの特性を使って地殻の初期の進化を調べた結果、イエローストーンなどが超巨大噴火の新たな活動サイクルに入れば、破壊的な噴火が起きる数週間前～数百年前から先駆けとなる小規模な噴火が始まるということが分かった。爆発的に噴出したマグマ  超巨大噴火が地球環境に及ぼす影響についても微小結晶の分析結果は新たな驚きをもたらした。ネブラスカ州西部では灰色の岩石からなる分厚い層が見られる。噴火場所は未特定だが、２８００万年前に超巨大噴火が起き、火山灰が急速に堆積して形成された。この火山灰の分析から、成層圏でのオゾン層破壊が超巨大噴火によって起こりうることが分かってきた。１２００万年前、アイダホ州で起きた超巨大噴火の際の降灰によって埋もれ骨になった動物である。ガラス粉末のような火山灰を吸い込み、それが肺に溜まっていった。肺をかぶったエサを食べたため歯は擦り減っていき、こうして動物達は緩慢な死を迎えた。火山灰中の有毒化学物質は動物達の飲み水を汚染していたかもしれない。こうしたことは人間にもいえるのではないだろうか。ネブラスカ州北東部アッシュフォール・フォッシルベッド州立歴史公園（左写真）      極端に加熱されたガスと火山灰が超音速で噴出し、巨大な泡のような塊となって対流圏を突き抜け、高度５０ｋｍの成層圏上層にまで達する。巨大なマグマ溜まりの天井となっていた岩盤が崩壊し、マグマの中に落ち込む。溶岩と火山灰の中間段階の状態にある噴出物の流れである火砕流が周囲数十ｋｍにあるものすべてを焼き尽くす。火砕流は時速４００ｋｍで温度は６００～７００℃ に達する。噴火地点から半径数百ｋｍの地域は数日から数週間にわたって灰色の火山灰が雪のように降り積もる。２００ｋｍ圏内では太陽光はほとんど遮られ、真昼であっても夕暮れ時くらいの明るさにしかならない。火山の冬は数年間？  大噴火で生み出される硫酸は酸性の雨や雪となって地上に降るので寒冷地の万年雪や万年氷を調べればその痕跡を見つけ出せる。１９９６年、グリーンランドと南極で摂取した氷床コアの分析から７万４０００年前のトバでの超巨大噴火に伴う硫酸のピークが発見された。この噴火は地球の平均気温を５～１５℃下げた。寒冷化は深刻であったことは疑いないが氷床コアは硫酸が噴火後わずか６年で消えたことが確認されている。火山の冬が従来考えられていたよりも短い火山ガスがオゾン層を破壊  超巨大噴火で噴出した膨大な量の火山ガスとの反応で、成層圏のオゾン層が大量に破壊された。このことは、気候の寒冷化よりも長期に及ぶと考えられている。１９９１年に起きたフィリピン、ルソン島のピナツボ山の噴火は２０世紀で最大級だったがそれによってオゾン層が３～８％減少したことが明らかになっている。ピナツボ噴火の１００倍も規模が大きい超巨大噴火ではとんでもないことが起こるにちがいない。まとめ  先史時代の噴火で積もった火山灰中の微小結晶の研究で環境に及ぼす影響について明らかになった。超巨大噴火は地球規模の寒冷現象をもたらすが考えていたほどは長くは続かないことが明らかになった。一方で火山ガスから化学反応による深刻なオゾン層破壊が起こる危険性が高いことも明らかになった。