火山 5-4: 火山はどうしてできる?

第5部目次
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 マントルから発生した マグマが 直接地表に出てくることは 稀で,多くの場合 途中の マグマ溜り で 組成を変化させた後, その一部が火山の噴火として 地表に現れます.

  溶岩の種類
   溶岩 は大別すると次の3種類に分けられます.
 
玄武岩溶岩 マントルが溶けて できたマグマが 殆どそのまま地表または 海底に噴出したもの.
海嶺や ホットスポットの火山.
デイサイト溶岩 酸化珪素 (SiO2) の 含有量が多い.
ゆっくり冷えると 花崗岩 になる.
弧状列島. 大陸地殻 を作る.
安山岩溶岩 多くは,玄武岩マグマとと デイサイトマグマの混合.
酸化珪素 (SiO2) の 含有量が多い.
弧状列島. 大陸地殻 を作る.


  長年の熱い論争
   弧状列島 から 噴出する溶岩は,安山岩や デイサイトと呼ばれる, 酸化珪素(SiO2)が多い(55〜65%) マグマです.どうしてこのようなマグマが できるのか,70年にわたる 「熱い論争」が続き, 今なお未解決です. ここでは,観測結果とも 割合整合性の良い 「九州大学説」 を中心に説明しましょう.


  マグマ溜りの仕組みと働き
   桜島火山 の場合を 例にとって説明しましょう.
 火山の下部の構造は,上下2つの マグマ溜り と,その間に 位置するプラグ(栓,詰め物) から構成されています(下図参照). 上位マグマ溜り は地殻の中, 下位マグマ溜り は 地殻とマントルの境界面あたりに あります.
 プラグ は上位マグマ溜りで マグマの結晶作用が進み,重い結晶が 上位マグマ溜りの底に 沈殿してできたものです. 残ったマグマは割合軽い デイサイトマグマ となります.
 マントルの上昇により, 下位マグマ溜りに深部から 玄武岩マグマ が 供給されると(図1), プラグは重いため 下位マグマ溜りに沈み始めます(図2). その時生じた隙間を通って 下位マグマ溜りの玄武岩マグマが 上位マグマ溜りへ移動し, 既存のマグマと混合して安山岩マグマ となります.この動きは プラグが下位マグマ溜りの 底に着くまで続き, その間,火山は 大噴火 を 数回繰り返し,上位マグマ溜りの 溶岩を噴出します. 従って,この時噴出される 溶岩は,デイサイト溶岩か又は 安山岩溶岩です.
 プラグが底に着くと,プラグの下部は マントルの流れによって, 削られ,運び去られます. 一方,上位マグマ溜りでは マグマの結晶作用が進み, 重い結晶がプラグに沈着します.
 そして再び 下位マグマ溜りに深部から 玄武岩マグマ が供給されて, 上のプロセスが繰り返されます. 桜島火山 の場合, 下の(図2)の状態が約600年間 継続しているようです.

 

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