地学基礎④：火山

🌋1. 火山とは

火山（volcano）とは、地下のマグマが地表近くに噴き出してできた山や地形のことです。

• 火山の中心には火道（かどう）とよばれるマグマの通り道があり、地下深部のマグマだまりから上昇してきます。
• 地表に出てくるとき、溶岩（ようがん）・火山ガス・火山灰などを噴き出します。

🔥2. マグマと火山噴火

マグマ

マグマとは、地球内部の高温下で岩石が融けてできた、ドロドロとした高温の液体（溶融体）です。火山噴火によって地表に噴き出すと溶岩となります。

• マグマには様々な種類のガス（水蒸気、二酸化炭素、二酸化硫黄など）が溶け込んでいます。これらのガスがマグマの粘性や噴火の様式に大きく影響します。

マグマの分布

地球上のマグマのほとんどは、プレートの境界、特に沈み込み帯や中央海嶺で発生しています。また、一部はプレートの内部でも発生します（ホットスポット）。

【発展】マグマの発生

地球内部の岩石が融けてマグマが発生するには、主に以下の3つのメカニズムがあります。

1. 減圧融解：マントルの岩石が、温度は高いままで圧力が低下することによって融解する現象。中央海嶺やホットスポットで起こります。
2. 付加された水の作用による融解（含水鉱物の脱水融解）：沈み込む海洋プレートが水を含んだ含水鉱物をマントル深部に運び込むと、その水が周囲のマントルの融点（融ける温度）を下げ、マグマが発生しやすくなります。沈み込み帯（日本列島のような場所）の火山の主要なマグマ発生メカニズムです。
3. 温度上昇による融解：ホットプルームなど、異常に高温なマントルが上昇してくることで、周囲の岩石の温度が融点を超えて融解する現象。ホットスポットで起こります。

🏔3. 噴火の仕方と火山地形

火山の噴火のしかたや火山の形は、マグマの粘性と含まれるガスの量によって大きく異なります。

🔻 マグマの成分による分類

二酸化ケイ素（SiO₂）の含有量が多いほど、マグマの粘性が高くなり、爆発的な噴火を起こしやすくなります。

🌋 火山の種類（形態）

（1）盾状火山（たてじょうかざん）

• マグマ：玄武岩質
• 粘性が低く、溶岩が遠くまで流れる
• 形：傾斜がゆるやかな広がった山
• 例：マウナロア、キラウエア（ハワイ）

（2）成層火山（せいそうかざん）

• マグマ：安山岩質（中間）
• 火山灰と溶岩が層状に積み重なって形成
• 形：富士山型の円錐状
• 例：富士山、桜島、浅間山

（3）溶岩ドーム（ようがんドーム）

• マグマ：流紋岩質（粘性が高い）
• 地表近くに押し出されるが、流れずに山のように盛り上がる
• 爆発的噴火や火砕流の原因になる
• 例：雲仙普賢岳、昭和新山

🌍4. 火山の分布

火山活動は、プレートテクトニクスと密接に関係しています。

世界中の火山は、主にプレートの境界に沿って分布しています。特に、太平洋を取り囲むように分布する環太平洋火山帯（Ring of Fire）には、世界の活火山の約75%が集中しています。日本列島もこの火山帯の一部です。

🪨5. 火山噴出物の種類と特徴

火山から出てくる物質（火山噴出物）には以下のものがあります。

💎6. 火成岩・鉱物とその分類

火成岩

火成岩とは、マグマが冷え固まってできた岩石のことです。冷え固まる場所や速度によって、含まれる鉱物の結晶の大きさが異なります。

• 深成岩：マグマが地下深くでゆっくり冷え固まってできた岩石。結晶が大きく、肉眼で見分けられる（等粒状組織）。
• 火山岩：マグマが地表近くや地表で急激に冷え固まってできた岩石。結晶が小さく、ガラス質の部分（石基）の中に大きな結晶（斑晶）が散らばっている（斑状組織）。

※SiO₂の含有量が多いほど「酸性」、少ないほど「塩基性」と呼びます。

造岩鉱物

岩石を構成する主な鉱物を造岩鉱物と呼びます。火成岩は、マグマが冷え固まる過程で様々な鉱物が結晶化してできます。

• 有色鉱物：鉄やマグネシウムを多く含み、色が濃い鉱物（カンラン石、輝石、角閃石、黒雲母など）
• 無色鉱物：鉄やマグネシウムをあまり含まず、色が薄い鉱物（石英、長石（斜長石・正長石）など）

マグマが冷えるにつれて、特定の鉱物が結晶化していく順番（ボーエンの反応系列）があります。

🔄7. 岩石のサイクル

地球上の岩石は、火成岩、堆積岩、変成岩の3種類に分類され、それぞれが地球の活動によって形を変えながら循環しています。これを岩石のサイクルと呼びます。

1. 火成岩の形成：マグマが冷え固まって火成岩ができます。
2. 堆積岩の形成：火成岩や他の岩石が風化・侵食され、運ばれた砕屑物（堆積物）が堆積・固結して堆積岩ができます。
3. 変成岩の形成：火成岩や堆積岩が、地下の高温・高圧、あるいはマグマの熱によって変成作用を受け、変成岩になります。
4. 再融解：変成岩などがさらに地下深部に沈み込み、高温によって再びマグマとなり、このサイクルが繰り返されます。

プレートテクトニクスは、この岩石のサイクルを駆動する主要なメカニズムの一つです。

🚨8. 火山被害・火山災害・噴火予知と対策

火山被害（火山災害）

火山噴火は、私たちの生活に甚大な被害をもたらすことがあります。

• 溶岩流：ゆっくり流れるため人命被害は少ないが、建物やインフラを破壊する。
• 火砕流：高温のガスと火山灰・岩石が高速で流れ下り、非常に危険。避難が困難で、人命被害が大きい。
• 火山泥流：火山灰が雨水や雪解け水と混ざり、土石流のように流下。遠方まで到達し、家屋や農地に被害。
• 火山灰降下：広範囲に降り積もり、交通機関の麻痺、農作物への被害、健康被害などを引き起こす。
• 火山ガス：有毒ガス（二酸化硫黄、硫化水素など）が発生し、生命に危険を及ぼす。酸性雨の原因にもなる。
• 噴石：噴火の際、大きな岩石が飛散し、建物や人に被害を与える。

噴火予知と対策

火山災害を軽減するためには、噴火予知と適切な対策が不可欠です。

• 活火山：現在活動中または過去1万年以内に噴火した火山。日本には111の活火山があります。
• 火山観測：
  • 地震計：マグマの上昇に伴う微小な地震活動を観測。
  • 傾斜計・GPS：山体の膨張や収縮などの地殻変動を観測。
  • ガス観測：火山ガスの種類や量の変化を観測。
  • 熱観測：地表面温度や噴気孔の温度変化を観測。
• 火山防災マップの作成と周知：溶岩流、火砕流、火山泥流などの危険区域を明示し、避難経路や避難場所を事前に確認しておく。
• 避難計画の策定と訓練：住民や観光客の安全を確保するための迅速な避難体制を整備する。
• 情報提供：気象庁による噴火警報や警戒レベルの発表により、住民に注意喚起を行う。

受験チェックポイント ✅