火山の爆発
定説では、プレートとプレートが擦りあって出来る摩擦熱によって、局所的に熔融した岩石が上昇してくる。これがマグマの正体である。そのマグマが時間をかけて集積し地表に到達すると、火山で見られる噴火を起こす原動力になるという。
しかし、地球内部を血液のように対流してきたマグマは火山の下まで上昇してきて、噴火という形で内部の解離水を爆発させているのではないでしょうか。
火山の爆発というのは、爆縮反応が起きない場合の自然現象であると解釈されます。
フンボルトは、中南米の火山活動を現地で観察し、貫入現象が深部で起こるのが地震、浅部で起こるのが火山活動であると見抜き、両者には密接な関係があると考えていました。
地震現象も火山噴火の現象も、両者とも「解離ガス」の爆発が絡んでいる。地震は火山活動と同じ原因で起きていて、爆発の現象が深いか浅いかという違いだけなのです。
すなわち、地殻の深部で起きる爆発が地震であり、浅部で起きる爆発が火山なのです。
噴火は、
・マグマ自体が噴出する「マグマ噴火」
・地下水が急激に温められて起きる「水蒸気爆発」
・マグマが地下水などに直接触れて起きる「マグマ水蒸気爆発」
の3タイプがある。
マグマの上昇位置によって、「水蒸気爆発」「マグマ水蒸気爆発」「マグマ噴火」などの爆発様式の差が現れるわけです。
マグマ噴火
マグマ内部の解離ガスが水素爆発を起こして、マグマを噴出させている。
マグマ爆発でも、酸素や水素、水蒸気などの揮発性ガスが抜けてしまっている場合には、ハワイの火山で見られるような、マグマだけが流れ出すことになります。地上の熔岩は、すでにガスが空中に抜けている状態で、爆発には関係しないわけです。
水蒸気爆発
マグマ内部に存在する解離水(酸素と水素の混合ガス)が、小爆発(火山性地震)によって結合水(H2O)に変化し、地下の火道(過去に噴火したときのマグマ溜まりが空になったもの)に充満して、弱い天井を突き破って噴出する姿が「水蒸気爆発」です。
臨界状態にあるH2Oが何十倍にも爆発的に気化する(気化爆発)ことを意味しています。
マントルを構成するマグマの中には、解離状態(酸素と水素に分かれている)と結合状態(水蒸気となって存在)の二つの形式で、水はもともと大量に含まれています。水蒸気爆発はマグマ自体に含まれる水が関係していますが、地下水の存在とは無関係なのです。
水蒸気爆発はマグマの上昇を伴わないことが多い。大量の水蒸気が発生して圧力が急激に高まることで起きる。火口付近の岩石が砕け、マグマ片を含まない噴石や火山灰として周囲に飛散する。マグマが火道の中で下がっているので、煙は白い色になるわけです。
噴火の前には火道空間の圧力が上昇する。傾斜計器に現れる前に、噴気の速度が早くなっている。それを観察することにより、水蒸気噴火を予知することは可能でしょう。
マグマ水蒸気爆発
マグマ内部の解離ガスが爆発を起こして、水蒸気とマグマ片を一緒に噴出することによる爆発的噴火が「マグマ水蒸気爆発」です。
「マグマ爆発」と「水蒸気爆発」が同時に起きているから、「マグマ水蒸気爆発」と命名している。
解離状態のガス(解離ガス)が爆鳴気爆発を起こす場合には、熔岩を伴って爆発しますので、水蒸気と噴出物とが混ざって黒色の煙を吹き上げます。
マグマが高い場所まで上昇していれば、熔融岩石であるマグマ自体が解離ガスと一体になって噴出しますから、流体の密度が高くなり、地表を這うような火砕流となります。マグマ物質を含んだ混合気体は密度が高いので、水蒸気爆発のように垂直に上るのではなく、山体の斜面を這うように流下します。
水蒸気爆発の噴煙は それほど高い温度にはなりませんが、火砕流では、その内部で解離ガスが水に変換されていますから、すべてを焼き尽くすような高い温度となり、人的被害も大きなものとなります。
御嶽山の噴火では、3km程度の火砕流がありました。マグマの上昇が高くなかったので、爆発に含まれる熔融岩石と解離ガスが少なかったのです。
雲仙普賢岳では、かなりの体積のマグマ物質が噴出して、巨大な火砕流となり、人命も失われ、周囲を焼き尽くしました。収束したときに、水蒸気が立ち込めていたことを見れば、火砕流の中身が解離ガスであったことが理解できます。火砕流が山腹を駆け下り始める時は岩屑雪崩(粉体流)の様相ですが、下流では泥流の様相を示していたと思います。流れの後半で泥流になるというのは、解離ガスが地上で化学反応を終えて水蒸気になったから、それで泥流という液体の流れに変化したのではないのでしょうか。前半は気体の流れ、後半は液体の流れという現象が合理的に解釈できます。
桜島の下部にあるマグマだまり内部のマグマは、地球内部のマントル物質が上昇したものであり、地球内部にあるときと違うのは、温度、圧力、そして酸素と水素の存在形態の差(解離状態と結合状態の成分比率の差)であると考えます。
火砕流は、熔融マグマの中で解離爆発が起こり、結合収縮が空中で起こっている現象です。
内部供給型の場合も直接に地下水が落下する外部供給型の場合もあるのでしょうが、水蒸気(超臨界水)の解離爆発が、地下深くではなく、地表近くで生じているのが火山爆発ではないでしょうか。内部供給型だとすれば、マグマが地表に近づいて圧力が下がるために、内部の水蒸気の解離爆発の条件が満たされるのでしょうし、直接かなりの地下水が落下するのかもしれません。
すなわち、火砕流といっているのは、内部は酸素ガスと水素ガス、それに火山灰で構成されているのでしょう。水素が酸化して、燃えているわけですから、高熱であるのは当然のことです。そして、酸化が終われば雨となって降ってくるのです。噴火の後には泥混じりの雨が降るわけです。
大洋の海底にある海嶺(または海膨)付近では、地球内部からマグマの上昇に伴う熱水噴出、熱水鉱床、チムニーの形成などの現象が存在します。そこで起こっていることは、解離水の爆発による結合水の形成という現象です。
海嶺部では、マントル物質は上昇に伴って小さな地震を起こして結合水を生成していきます。地殻の表面部分では全て結合水となり、解離水(地震の原因となる水素と酸素の混合ガス)は存在しなくなります。これと同じようなことが、火山の火道内部では起きていると推定できます。
マグマは、火道を上昇するにつれて爆発(火山性地震)を起こし、解離ガスが結合水へと変換されていきます。これが火道内部の空間(火口下のマグマ溜り空間など)に蓄積されると、火山では水蒸気の噴気が見られるようになります。空間に結合水が、もちろん、超臨界状態で蓄積されると、山体の膨張も見られるでしょう。最後は、気化爆発を起こして本格的な火山活動が開始となります。マグマの上昇が高い場合には、火砕流の発生(マグマ水蒸気爆発)、マグマの噴出という災害を伴う危険な火山活動になります。
マグマが もっと高くまで上昇している火山では、マグマ内部の解離ガス爆発で、マグマ自体が熔融状態のまま噴出してきます。ハワイのキラウエア火山などに見られる現象です。
マグマが もっと高くまで上昇している火山では、マグマ内部の解離ガス爆発で、マグマ自体が熔融状態のまま噴出してきます。ハワイのキラウエア火山などに見られる現象です。
マグマが地下水に接触し爆発するのがマグマ水蒸気爆発ではありません。
ハワイとか西ノ島で観察されるように、マグマは海水に接触しても爆発しません。枕状熔岩として固まるだけです。
キラウエア火山の熔岩が流動的で爆発現象を伴わない理由
マグマが爆発現象を伴わないのは、キラウエアの熔岩が成分的に粘性が低いからです。粘性が低いと、マグマ内部の揮発成分(解離ガスとか水蒸気、その他有毒ガスなど)が早く散逸してしまうからです。キラウエア火山から流出する熔岩は水蒸気をすべて放出済みなので、大きな爆発にはなりません。
粘性の小さなマグマによってできる火山では、ガスが抜けやすいために、緩やかな噴火をして広い範囲に溶岩を流出させる。
日本の磐梯山、インドネシアのクラカトア島、地中海の島々などでは、島ごと吹き飛んでしまうような大爆発が起こりましたが、マグマの粘性が高いと、揮発性のガスが熔岩の中に残りやすく、解離爆発が大規模になるのです。
粘性の大きなマグマによってできる火山では、ガスが抜けにくいために、爆発的な噴火をしたり、火砕流を生じたりしやすい。
小規模な噴火というのは、大抵、深発地震と同じ内部供給型の解離だといってよいでしょう。
近年、火山性地震が急増しています。地下水など関係なしに、結合水がマグマ内部、またはマグマ溜りのような空間に急激に蓄積されることを認識しなければいけません。それが山体が膨張させることもありますし、事象が終了すれば、減圧効果で池のような形状の陥没地形を形成することもあります。
環太平洋に地震や噴火が連鎖する地下の連絡が存在し、地球の中心部から熱が上がって来るツボがある。
火山の噴火が多いということは、マントルの対流速度が激しくなっていること、つまり地球内部の物質移動が激しくなっていることを意味している。
マントルは熔融しています。マントルを構成している熔融物質が地球表面から噴出している場所が火山地帯です。プレート間の摩擦で発生する高熱でマントルが熔融し、これが火山から噴出するマグマになるというのは有り得ない話です。
地球内部は熔融しています。マントルはマグマと同じ物質です。地殻の下にはどこにでもマグマが存在しています。だから、海底火山は至るところに存在します。見つかっていない海底火山が活発になると、海水温の分布に変化が生じ、海流が変化してエルニーニョ現象のような異常気象の原因を作り出すのです。
海底火山の活発化は、海流の変化を意味し、エルニーニョ現象やラニーニャ現象を引き起こして、気象災害を多発させます。地球内部の温度上昇が齎した熱バランスの破壊、つまり、気流の変化が原因だと思われます。
近年の異常気象の原因の一つは、海底からの熱の放出という問題があります。異常高温の原因は、海底からのマグマの熱放出が原因していると考えます。
現在、地球が宇宙からの電磁波(「フォトン・ベルト」)を強く受けているために、地球内部の溶融マグマが加熱され、解離ガス(水素と酸素)が発生しやすくなっている。フォトン・ベルトの中は、電子レンジと同じ原理で、地球は内部のマントルも含めて温度が上昇する。温度が上昇すれば、マントル内部の「水の熱解離の度合」が変化し、地震の多発に繋がります。
近年、世界的に地震や火山活動が活発に起きる傾向にあるのは、フォトン・ベルトなど、地球外からの電磁波的影響によって地下水の解離が進行し、地球内部で水素爆発が発生しやすくなっていることが原因なのです。
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