火山活動とは？原因・マグマの仕組みと噴火のメカニズム

火山活動とは？原因やマグマの仕組み、噴火のメカニズムを図解と最新知見でわかりやすく解説。防災ポイントも確認できる入門ガイド。

火山活動（バルカン活動）とは、マグマが地表に噴出する現象を指します。地表に出る物質は主に溶岩のほか、火山灰、火山弾、火山ガス（主に水蒸気や二酸化炭素、硫黄系ガス）などで、これらが組み合わさってさまざまな噴火像を作り出します。

火山活動が起きる原因

地表の下にあるマグマ溜まりには非常に大きな圧力がかかっています。プレート運動や地殻の変形（褶曲や断層が発生すること）により、地殻に亀裂や割れ目が生じます。これらの亀裂はマグマにとっての弱点のラインになります。弱線がマグマ溜まりに達すると、地殻の圧力バランスが崩れてマグマの上昇が始まります。

マグマの仕組みと性質

• 組成と粘性：マグマは珪素（Si）含量や温度、含まれる鉱物により粘性が変わります。低い粘性（玄武岩質）は流れやすく、溶岩として長く流れる「溶岩流（非爆発的）」を生じやすいです。高い粘性（流紋岩質や安山岩質）はガスを閉じ込めやすく、爆発的噴火を起こしやすくなります。
• 火山ガス：マグマに溶け込んだガス（主に水蒸気、二酸化炭素、硫黄酸化物など）は、圧力低下に伴って気泡化し、これが噴火の駆動力になります。ガスの量と逃げ方が噴火様式を左右します。
• マグマの上昇：地殻の弱点に沿って上昇したマグマは、溶岩として地表に到達することもあれば、地表手前で固まって火成岩（貫入岩）を作ることもあります。

噴火のメカニズム

噴火は一般に次のような過程で進行します。マグマが上昇すると周囲の圧力が下がり、マグマ中のガスが気泡となって膨張します。気泡の膨張が急速だとマグマは細かく破砕されて火山灰や火山弾をともなう爆発的噴火になりやすく、ゆっくりならば流動的な溶岩流になります。また、地殻の割れ目を通る際に形成される噴火孔や裂罅（れっか）によっても噴火の形態は変わります。

噴火の種類（代表的なもの）

• 溶岩噴出（溶岩流）：粘性の低いマグマが流れてくるタイプ。ハワイ式噴火が典型。
• 爆発的噴火：高い粘性と多量のガスが関わるため爆発を伴い、火山灰や噴石、火砕流を発生させることがある。ストロンボリ式、プルーム式、撥水的爆発など。
• 火砕流：急速に移動する高温のガスと破片の混合流で、最も危険な現象の一つ。
• 水蒸気爆発（フィヤタ爆発）：マグマが地下水や海水と接触して起きる急激な爆発。

前兆と監視・予測

噴火前には地震の増加、地殻のゆがみ（地表の隆起や沈降）、地下水位や温度の変化、噴気成分の変化（ガス放出量や成分の変化）などの前兆が現れることが多いです。これらを観測してリスク評価や避難判断が行われます。火山観測には地震計、GPS（地殻変動観測）、ガス分析、衛星リモートセンシングなどが使われます。

火山災害と対策

火山噴火は溶岩流や火山灰、火砕流、土石流（火山灰や降雨による二次被害）、火山ガスによる健康被害などを引き起こします。地域ごとのリスクに応じて避難計画、情報伝達体制、住民の事前教育、インフラ対策（飛散灰への対策や土砂災害対策）などが重要です。

まとめると、火山活動は地下のマグマとガスの動き、地殻の変形や亀裂の発生など複数の要因が組み合わさって起こります。噴火様式や危険性はマグマの性質や地形・水との関係で大きく異なるため、継続的な観測と地域ごとの備えが欠かせません。

侵入

地殻を構成する岩石の中にマグマが押し込まれるのが貫入火山です。それが地下のまま冷えて固まると、プルトンと呼ばれるさまざまな地形が形成されます。形成された岩石が貫入火成岩です。

これらのプルトンは、長い年月を経て、その上にある岩石が削られる（侵食によってむき出しになる）と、地表に露出する。

貫入火山の主な特徴として、バスリス、ラコリス、ダイク、パイプ、シルが挙げられる。

• バソリス。大規模なマグマが山麓で固化したもの。
• ダイク。地殻内で冷却された小規模なマグマが、既存の岩石に対して垂直に立っているもの。
• シル（Sill）。地表付近で冷却された小規模なマグマで、既存の岩石に対して水平に存在するもの。
• ラコリス（Laccolith）。小規模なマグマが上層の岩石を押してドーム状の構造を形成したもの。

デビルス・タワー国定公園の主な特徴は、侵入によって作られたものである。

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