3.1火山とは 3.2火山のもと、マグマ教育学部総合科学教育課程総合科学専攻 307167021 高柳夕芳１、火山のつくり、種類火山…マグマが地表に出現することによって作られる地形のこと。＝火山体火山の分類（形状に着目）楯状火山…傾斜の緩い大規模な火山体溶岩ドーム（溶岩円頂丘）小規模な火山体スコリア丘成層火山の一部にも成層火山…通常は円錐状の火山体火口…火山体の一部で固形物質を放出して形成されたくぼみマール…小さな火口カルデラ…直径２㎞を超える火口爆発的噴火により、岩石が吹き飛ばされ、数十k㎥以上の大量のマグマが噴出することで地下に空隙ができて浅部の岩石が陥没してつくられると考えられている。火山の区分（噴火の繰り返し回数に着目）複成火山…休止期間をはさみながら何回も噴火を繰り返す大型の火山例）楯状火山や成層火山単成火山…一続きの噴火活動で形成。それ以降は噴火をしない例）スコリア丘や溶岩ドームなど２、活火山活火山…将来的にも噴火を起こし得る火山のこと。日本の定義最近1万年間に噴火したことがあるか、最近でも活発な噴気活動が見られる火山(108火山が認定) 最近1万年間と100年の詳細な活動度によってABCにランクづけられている。火山フロント…太平洋プレートの沈み込みに火山フロント上では火山の数や噴出物の量が圧倒的に多く、フロントから離れると少なくなる。よってつくられる海溝と平行な曲線状の火山日本の活火山の多くは火山フロントに位置するが、背孤(フロントから離れた地域)や地溝帯(フロントと斜交している地域)に分布するものもある。３、活火山以外の火山休火山や死火山…活動を止めた火山。今は使われない。なぜなら、活動が終わって地球内部からの新たなマグマの供給が無くなると、浸食されたり崩壊して、その形を失うからだ。４、マグマとはマグマ…地下で岩石が融解してできた流体主成分はシリカ(二酸化ケイ素) マグマの名前は冷却固化した時にできる火山岩の名前を使う。シリカとアルカリの量を考えて名前を付ける。溶岩、溶岩流…地表に現れたマグママグマは地下の高圧化では水などの揮発成分（大部分は水と二酸化炭素。その他二酸化硫黄や塩素、フッ素など）が溶け込んでいる。マグマが上昇すると圧力が下がるため、揮発成分はマグマ中の気泡となる。粘性が高いなどで気泡がマグマから十分に抜けない状態で圧力の低い地表に接近すると、気泡内に閉じ込められた圧力の高いガス成分は、一挙に膨張しようとしてマグマを粉々に粉砕して、爆発的な噴火をおこす。揮発成分は火山の様式や推移を考える上で重要５、マグマはどうしてできるマントルの岩石はペリドタイトという岩石。複数の種類の鉱石でできているため、ある一定の温度で個体から液体に移り変わることはない融解温度、ソリダス…ごく少数の液体が部分的にできる温度液相温度、リキダス…完全に融ける温度固体と液体が共存しているとき、この液体の部分が融け残りのペリドタイトの個体部分から分離することで、マグマとなる。岩石が融解するプロセス・ある深さで何らかの原因でマントルの温度が一部上昇し、融解温度を超える場合。＝加熱融解・深い場所にあったペリドタトの一部が周囲の岩石と熱のやり取りをしないまま、塊として浅い場所まで移動する場合。＝減圧融解・マントルのペリドタイトに水などの揮発性成分が加わった場合。ペリドタイトに水が加わると、その融解温度は低下する。そのため、マントル内のある場所の岩石に高温の水が加わった場合、それまで個体であったものも、水の存在下での融解温度よりも高い温度になるため、マグマがつくられる。このような条件はプレートが沈み込んでいる場所で達成されやすい。変成作用…大陸地殻で沈み込む海洋プレートは海嶺で生産されたあと、海底下を移動してくる間に海水との反応が起こり、プレートを構成する岩石の中には水を含む鉱物などがつくられる。このプレートが沈み込んで圧力・温度が増大すると岩石を作る鉱物がより安定な鉱物の組み合わせに変化すること。変成作用が進行すると、水の少ない鉱物を含む組み合わせとなるため、余分な水を放出する。放出された水が、海洋プレートが沈み込んでいる島孤の下のマントルに供給される。島孤の下のマントルの温度が水を含む時のペリドタイトの融解温度よりも高かった時は、マグマがつくられる。６、マグマの上昇とマグマ溜まりマグマの上昇…個体が融解して液体になると、体積が増えるため密度は小さくなるため、地下で生成されたマグマは周囲の岩石よりも密度が低く、地表に向かって上昇しようとする。マグマ溜まり…地球の岩石は深部から浅部につれて密度が小さくなっている。上昇したマグマが周囲の岩石の密度と等しくなり、停滞する。このときの一定量のマグマがたまった場所。停滞したマグマが再度上昇して噴火を起こすのは、マグマの密度が変化するためである。マグマ溜まりで熱を奪われてマグマが冷えると、鉱物結晶が晶出する。これは水や炭酸ガスを含まないため、残りの液体中に増えていく。揮発成分が凝集すると、液体の密度は小さくなる。また、溶解度を超えると、気泡が生じ、より小さくなる。こうして、再度上昇する。７、マグマ組成の変化初生マグマ、本源マグマ…ペリドタイトの融解で生じるマグマ。通常は玄武岩マグマ。どの圧力で融けるか、またどの程度融けるかによって、その化学組成はある程度異なる。これは、玄武岩マグマかそれよりもマグネシウムに富む、シリカに乏しいマグマである。初生マグマの組成変化初生マグマはマントルよりも軽いため、浮上する。地殻内に移動すると、密度差が小さくなるため、速度に大きな差が生じる。このため、マントルから地殻下部に供給されるマグマ量が地殻内で上方へ移動するマグマ量をしのぎ、マグマは地殻下部に停滞しがちである。このとき、冷却されて結晶化が進むため、化学組成は変化する。玄武岩マグマの組成変化のメカニズムマントルから移動してきたマグマが高温の熱源として働き、地殻の岩石を加熱・融解して、新たに異なる組成のマグマを生成する。自らが冷え固まる過程で、マグマ中の結晶が増え、結果として残りの液体部分の化学組成が変化する。この二つのプロセスの中間に異なる化学組成をもつ複数のマグマが混合して新たな組成のマグマをつくるプロセスもある。地殻の岩石の融解温度はマントルのペリドタイトの融解温度よりも低い。再融解＝地殻の岩石の部分融解で生成されるマグマはシリカに富む化学組成となり、デイサイトや流紋岩の組成をもつ。結晶分化作用＝玄武マグマの温度が下がると、比較的高温ではかんらん石、斜長石という鉱物が結晶する。さらに低温になると輝石が結晶化し、同時にかんらん石や斜長石も結晶化するため、残液はシリカに富む組成に変化する。残液は安山岩マグマを経て、デイサイト、流紋岩マグマへと変化する。マグマ発生から火山形成まで。高温のマントル物質がマントル内を上昇した際に減圧融解が起こり、マグマが生成される。このマグマはモホ面付近での密度の違いにより、マグマ溜まりを形成する。この熱により近くの一部が融解し、デイサイトなどのマグマがつくられる。その後、上昇を始めたマグマは、地殻での密度の釣り合いにより再びマグマ溜まりをつくる。ここで結晶化などによりマグマ中に揮発性成分が凝集したマグマが再び上昇して噴火する。