カルデラとは？定義・形成過程と影響をわかりやすく解説（イエローストーン・トバ）

カルデラ：定義・形成過程を図解でわかりやすく解説。イエローストーンやトバの巨大噴火が生態系・人類に与えた影響まで詳述。

カルデラとは、巨大な火山噴火の後に地表が崩れてできた大きな窪地（火山地形）のことです。このような噴火では、火山のマグマ室が急激に空になり、上部の地盤が支えを失って沈降・崩壊することで生じます。カルデラは直径が数キロから数十キロ、場合によっては100 kmを超えることもあり、「超巨大噴火（スーパー噴火）」に伴って形成されることが多いです。カルデラ内部には湖（カルデラ湖）がたまったり、再びマグマが上昇して中央部が盛り上がる「再隆起（resurgent dome）」が見られたりします。

カルデラと噴火口の違い

カルデラは表面に開いた単純な穴である噴火口（クレーター）とは異なり、地下の大規模なマグマ脱出に伴う「沈降・崩壊」で作られる点が特徴です。噴火口は比較的狭い放出口であるのに対し、カルデラは広範囲にわたる地盤の沈下を伴い、複雑な断層や環状の崖（リングフォルト）を持つことが多いです。噴火口に似ているように見える場合もありますが、成因が根本的に異なります。

カルデラという言葉は、ポルトガル語で「大釜」を意味するポルトガル語に由来しています。地形としてのカルデラは、一度の噴火で形成されることもあれば、複数回の噴火や沈降・隆起を繰り返して複雑な形になることもあります。

代表例と規模感

例えば、約65万年前にイエローストーン・カルデラが最後に噴火したときには、総量で約1,000 km³級の火山物質が放出され、厚さが数メートルから十数メートルに及ぶ堆積物で北米の大部分を覆ったと推定されています。それに比べると、1980年のセントヘレンズ山が噴火した際の放出物はその約1/1000程度で、スケールの差が非常に大きいことがわかります。

噴火の種類と生成過程

• 崩壊カルデラ：大量のマグマが一度に放出され、上部地盤が落ち込むことで形成される典型的なタイプ。
• 溶岩ドーム・再隆起型：カルデラ形成後にマグマが再び上昇し、中央部が隆起してドーム状になることがある。
• 多段カルデラ（複式カルデラ）：過去の噴火で形成されたカルデラがさらに噴火を繰り返して入れ子構造になる。

カルデラ形成に伴っては、広域にわたる火砕流（イグニンブライト）や火山灰の堆積、テフラの大量放出が起き、地形・堆積層・地下構造に大きな痕跡を残します。

生態系・人類への影響（イエローストーンとトバの事例）

大規模なカルデラ噴火は気候や生態系に広範な影響を及ぼします。大気中に噴出された火山灰や硫黄酸化物（硫酸エアロゾル）は日射を減らし、一時的な「火山性の冬」を引き起こすことがあります。このような影響は古環境記録や堆積物、氷床コアの化学組成などから検出されます。大規模カルデラの噴火による生態系への影響は、インドネシアのトバ湖噴火の記録に見ることができる。

約7万5千年前の鳥羽大噴火（学術的にはトバ噴火）は、約2,800 km³に達する大量の噴出物を放出したとされ、過去数千万年で最大級の爆発的噴火と位置づけられています。1990年代後半、人類学者のスタンリー・アンブローズは、この噴火によって誘発された火山性の冬が人類の人口を著しく減少させ、遺伝的なボトルネックを引き起こした可能性を指摘しました。彼の推定では一時的に数千人〜数万人レベルまで減少したという説が提案されましたが、この結論を支持する証拠と反証の両方があり、学術的には現在も議論が続いています。最新の古環境データ、考古学的・遺伝学的解析からは「影響はあったが単独で人類絶滅級の打撃を与えたとは断定できない」とする見解が有力になりつつあります。

カルデラがもたらす影響と利用

• 災害リスク：広域の火砕流・火山灰堆積、気候冷却、農業被害などを引き起こす可能性があるため、カルデラ地域は防災上の重要領域。
• 地熱資源：カルデラ内部や周辺は地熱が豊富で、温泉や地熱発電の候補地となることが多い。
• 鉱床形成：火山活動に伴う熱水活動で金属鉱床や硫化物鉱床が形成されることがある。
• 観光・学術資源：カルデラ湖や独特な地形は観光資源となり、噴火史や地球科学の研究材料として重要。

監視と備え

現代では地震計、GNSS（測地衛星）、ガス観測、衛星リモートセンシング等によりカルデラやマグマ溜まりの挙動を継続監視し、異常兆候があれば早期に警戒情報を出す仕組みが整いつつあります。特に人口集中地域や重要施設の近くにカルデラがある場合は、地域防災計画と連携した対策が不可欠です。

まとめると、カルデラは火山活動の中でも特に大規模で地球環境や人間社会に大きな影響を与える地形です。過去の事例を学び、適切な監視と備えを行うことが重要です。

大きなカルデラ

さらに大きなカルデラを形成する噴火が知られている。コロラド州サンファン山地のラガリタカルデラでは、約2780万年前に5,000km^3のフィッシュキャニオン凝灰岩が一度の大噴火で噴出しました。

いくつかの時点で、岩石質カルデラがはっきりとしたクラスターを形成していました。そのようなクラスターの名残は、コロラド州のサンファン山地（オリゴ新世、中新世、鮮新世の間に形成された）やミズーリ州のセントフランソワ山脈（原生代の間に噴火した）のような場所で発見されることがあります。

• ンゴロンゴロはカルデラです。

サントリーニ島の衛星画像。中央から時計回りに。ネアカメニ; パレアカメニ; アスプロニシ; テラシア; テラ

質問と回答

Q:カルデラとは何ですか?

Q:カルデラとクレーターの違いは?

Q:「カルデラ」の語源は?

Q:イエローストーンカルデラの最後の噴火で、どれくらいの物質が放出されたのか?

Q:トバ湖はいつ噴火して、どれくらいの物質が出たのでしょうか?

Q:この噴火によって、人類の人口は2000〜20000人に減少したとする説は?

Q: この説を支持する直接的な証拠はあるのでしょうか?

文字で検索