3.2 火山の基礎

3.2 火山の基礎
3.2.1 海洋性地殻の発生
から沈み込み
• マントル最下部からのスーパープルー
ムで中央海嶺活動 火山性噴出物の2/3
• 中央海嶺玄武岩(MORB) 上部1kmで
噴出と同時に海水と反応
• 1〜20wt%含水鉱物生成
• 沈み込み時に大きく折れて割れたプ
レートの奥深くまで加水が進行する。
3.2.2 沈み込み帯での
マグマの発生と移動
• 冷え切った海洋プレートが熱い上部マ
ントルに沈み込んでなぜ火山が発生す
るのか?
火山分布: 火山フロント
和達=ベニオフ帯 球殻
プレートの沈み込みとマグマの
生成とはどう繋がるのか
• スラブはマントルに暖められて,脱水
分解反応が生じる
• 含水鉱物に形を変えて,プレートとと
もに深部に引きずられる
• 圧力・温度が増し,脱水されて水溶液
になる 東北日本で150〜200km
• 浮力で上昇し,経路にあるマントル物
質の融点を下げ,マグマ(メルト)に
• 引きずりコーナー流で,海溝側に移動
• 火山活動が生まれる。
水輸送からみた海洋性地殻の
沈み込みと背弧の火成活動
3.2.3 地殻内でのマグマ活動
3.2.1 マグマの移動
• 脆性破壊が起こりにくい高温高圧のマ
ントルや地殻下部では,ダイアピルの
ごとく上昇(密度差など)
• 脆性破壊が起きる低温の地殻上部では,
岩石の割れ目を通じて移動(封圧)
• 浮力の中立点でマグマ溜まりに滞留
• 上昇による圧力の低下で,揮発性物質
の飽和,発泡,そして上昇。
3.2.3.2 マグマ供給システム
:桜島を例に
鹿児島湾の火山活動
• 南北に細長い地溝で,東西性展張応力
場
• 姶良カルデラの形成: 29,000年前,大
隅降下軽石,入戸火砕流(160km3)
• 後カルデラ丘(中央火口丘,桜島):
13,000年前
• 大正3年噴火で,姶良カルデラ部分で
同心円状に沈降。
桜島火山の地殻内での
マグマ供給システム
桜島火山の地殻内での
マグマ供給システム:解説
• 二つのマグマ溜まりの供給源:
 1. 姶良カルデラ直下10km付近のもので
デーサイト質マグマを供給
 2. 深さ15kmよりも深い地殻下部からの岩
脈状の火道から玄武岩質マグマを供給
• 最近の3大噴火の熔岩の珪酸量は減少,
主役が玄武岩質マグマに移行
3.2.4 噴火様式と火山体分類
• Vulcano ローマ神「火の神」
• 火山体の外形は,火山のこれまでの活
動と侵食の履歴をも示す。
3.2.4.1 噴火様式と噴火規模
3.2.4.1.1 噴火様式
• 3.2.4.1.1.1 ストロンボリ式,ブルカ
ノ式,プリニー式
• 3.2.4.1.1.3 玄武岩質洪水噴火
• 3.2.4.1.1.4 大規模火砕流噴火
• 3.2.4.1.1.5 ハワイ式噴火と,マグマ
水蒸気爆発または水蒸気爆発
マグマ爆発と熔岩噴泉
水蒸気爆発とマグマ水蒸気爆発
枕状熔岩の例
3.2.4.1.2 噴火様式を生み出す要因
• 噴火様式はマグマの化学的性質と深い
関係を持つ。が,性質が同一であって
も,噴火環境が異なれば異なる噴火様
式を呈することがある。
3.2.4.1.2.1 火道移動過程の発泡・破砕
• マグマが地表に近づくと,急激な減圧
でマグマ中の揮発性成分は発泡,液相
と気相の混在する流体となり,急激に
上昇,そして気相の体積分率が75%を
超えると,マグマは破砕され,噴霧流
となる。
マグマの火道での発泡
3.2.4.1.2.2 降下か火砕流か熔岩流か
• 噴出時にマグマが破砕するかしないか?
–噴出時に噴霧流なら,降下火砕物または火砕
流,気泡流なら溶岩流
• 火砕物が降下か流れになるか?
–密度が周辺の空気の密度よりも大きい場合,
火砕流
–より小さい場合,火山噴煙柱となりやがて
3.2.4.1.3 噴火規模
3.2.4.2 火山体分類
• 3.2.4.2.1 噴火輪廻
– 単成火山,複成火山
• 3.2.4.2.2 中心噴火と割れ目噴火
• 3.2.4.2.3 複成火山の地下構造
火山体の分類