軸海山

アクシアル海山は、アラスカの南で終わるコブ・アイケルベルク海山列の中で最も若い火山であり、現在の噴火中心地です。[ ^{6 ]アクシアル}は、オレゴン州の西約480 km (298 mi)に位置し、この海山列がファンデフカ海嶺と交差する場所にあります。 ^{[ 7 ]}これはコブホットスポットの産物ですが、現在はファンデフカプレートと太平洋プレートの間の海洋拡大中心に位置し^ており、南にはブランコ断裂帯、^北には海嶺によって形成された三重点によってずれています^{。[ 6 ] [ 7 ]}  

この位置はまだ完全には解明されていません。数百万年かけて現在活動していないコブホットスポットによって形成されたこの列は、それが二分している中央海嶺よりも古いと考えられています。^{[ 7 ]} 20万年前から70万年前の間、このホットスポットは地殻拡大中心によって侵食され、^{[ 9 ]}最大20 km (12 mi)移動し、長さ500 km (311 mi)のファンデフカ海嶺が形成されました。少なくとも7つの拡大中心が確認されており、 ^{[ 7 ]}アクシアル付近のプレート測定では、海嶺が年間6 cm (2 in)の速度で分離していることが示されており、 ^{[ 6 ] [ n 2 ]}複雑な海洋盆地と海嶺のシステムが生成されています。^{[ 7 ]}しかし、一部の科学者はこの理論に疑問を呈し、重なり合う海山列の高密度は、ホットスポットが整然とした、間隔の広い列を形成するはずであることから、そのような起源とは相容れないと指摘している。アクシアル海山の正確な性質は依然として不明であるが、その複雑な起源は、北太平洋で最も地質学的に興味深い特徴の1つとなっている。^{[ 6 ]}      

アクシアル海山の詳細な海底地形図。特徴的なカルデラのクローズアップ画像も掲載。左側にはブラウンベア海山の一部が見える。

北部リフトゾーンのクローズアップ。

アクシアル海山は北太平洋で最も活発な火山活動域です。海山に沿った磁気境界の研究により、海嶺の歴史は最大3000万年前までモデル化され、成長は主に北で進み、南への進展は350万年前に遡ることが示されています。アクシアル海山の基部は長く低い台地であり、海山の東部は一連の直線状の断崖によって特徴づけられています。アクシアル海山には、主峰から南北に約50km （31マイル）にわたって伸びる2つの主要な火山性裂け目があり、さらに、ほぼ同じパターンで並んだ、はるかに小さく不明瞭な裂け目がいくつかあります。火山の周囲の盆地は、その不規則性を高め、非常に複雑な形状にしています（ほぼ同じ大きさのほとんどの海山は円形または扁平な形状をしています）。^{[ 7 ]}  

アクシアル海山の山頂は、面積が3 km × 8 km (2 mi × 5 mi) 、 ^{[ 4 ]}傾斜が約 3°、^{[ 7 ]}で南東側が裂けている、珍しい長方形のカルデラで特徴づけられています。この領域は 2 つのリフト ゾーンによってずれており、3 面は最大150 m (492 ft)の境界断層によって区切られています。^{[ 4 ]}カルデラは、南側よりも北側の方が約50 m ( 164 ft)深くなっています。カルデラ内の溶岩流は、主に溶岩池とピット クレーターに囲まれたシート フローで構成されています。枕状溶岩はあまり一般的ではありませんが、カルデラの壁に沿って配置されていることから、火山の初期の成長において重要な要素であったことが示唆されます。カルデラ内には、高さ100～300 m (328～984 ft)のドーム状の構造がいくつかあります。この地域にはいくつかの小さなクレーターがあり、その中で最大のものはDDコーンと呼ばれ、直径2km（1マイル）、高さ100m （328フィート）です。しかし、ほとんどの地形は深さ30～40m （98～131フィート） 、幅1km （1マイル）を超えることはありません。^{[ 7 ]}                    

アクシアル海山の北リフト帯は、主カルデラから北東に10～20度方向に伸びる長さ5kmの尾根です。このリフト帯には、アクシアル火山の中心から最大7km離れた場所に、長さ100 ～200m 、深さ20mにも達する多数の亀裂が点在しています。この地域には火山ガラスが多く含まれており、主リフト線の東側、カルデラの壁から伸びる細長いガラス質の溶岩流として、大規模な噴火の痕跡が今も残っています。1983年の潜水調査では、亀裂の北半分で広範囲にわたる低温の噴出が確認されました。より短く新しい南部のリフトゾーンは、地形的に傾斜したリフトで構成され、周囲は微妙で不連続な断層に囲まれている。南側斜面に沿ってカメラを牽引すると、この地域は明確なシートフロー、小さな溶岩池、溶岩チャネルで構成されていることがわかる。^{[ 7 ]}          

アクシアル海山の最も新しい溶岩流は2つのリフトゾーンに沿って並び、続いて山頂カルデラ内部に溶岩流が広がっている。最も古い溶岩流はカルデラのすぐ周囲から発生しているようで、そこでは玄武岩の大部分が堆積物で完全に覆われている。これは、ハワイの火山岩やジャスパー海山などの他の有名な海山にも見られる、両側性の成長パターンを示唆している。^{[ 7 ]}

アクシアル海山の成長は、その周囲の多くの小さな海山の成長と交差している。これらの海山の中で最大のものはブラウンベア海山であり、アクシアル海山は、その西側のカルデラ壁にほぼ垂直に走る狭い尾根でブラウンベア海山と繋がっている^{[ 9 ]}。しかし、2つの海山間の相互作用の証拠はほとんど見つかっていない^{[ 7 ]} 。一方、アクシアル海山の南側のリフトゾーンは、バンス海山を最大30 km (19 mi)も二分し、より小さな火山の北端に激しい亀裂のゾーンを作り出している^{[ n 3 ]} 。北にあるコブ海山との相互作用はより複雑で、珍しい「曲がった拡大中心」を形成している。さらに、アクシアルの真東、真北、真南には4つの小さな構造がある^{[ 6 ]}。  

2025年5月、アクシアル海山は海洋観測イニシアチブの地域ケーブルアレイによって綿密に監視されていると報告された。この火山は、1日に1,000回を超える小規模地震を含む地震活動の増加と、カルデラ底の著しい隆起を示しており、地表下にマグマが蓄積していることを示している。これらの進展にもかかわらず、専門家は、火山がはるか沖合にあり、地表から約1.4キロメートルの深さにあるため、噴火の場合には人間へのリスクは最小限であると確信している。歴史的に、アクシアル海山の噴火は爆発的ではなく、溶岩流が津波や大きな地震を引き起こすことなく海底を再形成してきた。さらに、このような噴火は熱水噴出孔の生態系を活性化させ、これらの極限環境に適応した多様な海洋生物を支えることができる。^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

アクシアル海山の初期の表面水深測量

1998年の噴火以前の数年間の地震活動の分布。赤い点は群発地震を表す。

フアン・デ・フカ海嶺沿いの最初の火山、アクシアル海山を含む火山は、1970年代に衛星高度計によって発見された。^{[ 6 ] [ 8 ]}アクシアル海山は西海岸に近く、水深が浅いため、世界で最もアクセスしやすい海山の1つであり、その独特な地質学的環境と活発な状態は、南にあるデイビッドソン海山に匹敵するほど科学的に興味深い海山の1つでもある。 ^{[ 6 ]}

海山の最初の水深測量は、北太平洋でのシービーム試験の一環として、1981年にNOAASサーベイヤーによって行われた。この調査は、海底の熱水活動と地形の特徴との関連性を探知することを目的としていた。熱水活動を示す温度集中域が4箇所発見され、当時まだ名前のなかったアクシアル海山もその中に含まれていた。1983年と1984年に ピスケスIVとDSVアルビンによる潜水調査で、北太平洋で最初の活発なブラックスモーカー噴出孔が発見された。 ^{[ 2 ]}その後まもなく、コブ・アイケルベルク海山列とファンデフカ海嶺の交点の中央に位置することから、アクシアル海山と命名された。 ^{[ 7 ]}同年、米国海洋大気庁（NOAA）はVENTSプログラムを設立し、火山をより詳細に研究するきっかけとなった。^{[ 7 ]}

1987年から1992年にかけて、火山システムモニター（VSN）として知られるようになった一連の観測で、さまざまな圧力センサー、傾斜センサー、温度プローブ、地震計が火山に投下された。[13] 1991年のNOAAS Discoverer^と1996年のRV  Sonneによるさらなる海底地形調査により、海山がさらに詳細に明らかになり、^{[ 14 ]}北太平洋で最もよく知られた地形の1つとなった。^{[ 7 ]}また、1996年には、火山活動の変動とそれが熱水群集に及ぼす影響を研究するために、ニューミレニアム観測所（NeMO）がアクシアル海山に設立された。^{[ 2 ]}

1998年の噴火中にSOSUSによって検出された地震の分布^{[ n4 ]}と時間ごとのイベント数^{[ n5 ] 。}

1998年のアクシアル海山の噴火に先立って、火山活動の一般的な指標である大規模な群発地震が数回発生した。群発地震は火山内のマグマの動きと相関しており、1987年から1992年の間に火山に設置された海底圧力計は、山頂表面の5回の沈下（溶岩の移動によるもの）を記録しており、沈下量は3～10cm （1～4インチ）であった。1991年、米国海洋大気庁（NOAA）は、米国海軍のSOSUSシステムへのアクセス権を与えられた。SOSUSシステムは、もともと冷戦中に海軍がロシアの潜水艦を探知するために使用していた北太平洋の水中ハイドロフォンのチェーンである。1993年以来、NOAAは、イベントが発生するたびに組織に警告するリアルタイム監視システムを維持している。ハイドロフォンは、海洋のSOFARチャネル層を最小限の電力損失で長距離にわたって伝わる音波（三次波またはT波と呼ばれる）^{[ 15 ]}を聞き取ることで、非常に小さな地震（マグニチュード約1.8）でも検出できるため、通常は気づかない海底地震を記録するのに理想的な方法である。噴火の期間中、陸上システムで記録できるほど強い地震はわずか3回だった。しかし、地震の深さや原因を解釈することはできない。^{[ 13 ]}  

1991年から1996年の間に、アクシアル海山では50回を超える地震群が1回発生した。1997年5月から11月にかけてこの活動は著しく増加し、SOSUSは5回の群発地震を記録し、1998年1月の噴火の頃には11日間で8247回の地震が発生する大規模なイベントで最高潮に達した。 ^{[ 13 ]}地震活動は山頂で始まったが、6時間以内に南にも移動し始め、1997年11月29日までに群発地震は南に50km（31マイル）移動した。[ 14 ]^{これは山頂}と南斜面に沿った溶岩の放出と一致した。その後、海山は完全に静穏な状態となり、火山の噴火サイクルが完了したことを示唆している。合計で9055回の地震が検出され、1669回は位置を特定できるほど強かった。地震活動は山頂と南部のリフトゾーン周辺に集中しており、ほとんどのイベントは山頂カルデラ内部に集中していました。カルデラ内の温度プローブと圧力記録計は、イベント中にそれぞれ平均0.6 ℃（1.08 °F）の上昇と3.3m （11フィート）の高さの低下を記録しました。 ^{[ 13 ]}この綿密なモニタリングにより、1998年の噴火は、その場で観測された唯一の海底噴火という特徴を持っています。^{[ 2 ]}      

噴火後最初の調査は、1998年2月12日に調査船ウェコマ号によって組織され実施され、導電率、温度、深度、光学キャストを実施し、異例の結果を得た。  ^{[ 16 ]} 5月には、海山の専用の海底地形調査により、火山の南斜面に沿って地形の変化が示され、最も厚い溶岩流は13メートル（43フィート）と推定された。7月には、潜水艇アルビン号が海山の山頂カルデラで数回の潜水を行い、8月から9月にかけては、遠隔操作無人潜水機ROPOSを使用した広範な観測および収集プログラムが実施され、海底地形の推定が確認された。長さ3キロメートル（2マイル）以上、幅500～800メートル（1,640～2,625フィート）のシートフローが、かつて活発な地熱地帯であったアクシアル海山の南斜面上部から発生した。南側の溶岩流は、古い堆積物と新しいガラス質の岩石との境界が明確な地域にあり、南側の溶岩流の頂上にある噴火によって形成された最大の尾根は、高さ13メートル（40フィート）でした。総噴出量は約0.018～0.076 ^km³ （0.004～0.018 mi³ ^）でした。^{[ 14 ]}          

アクシアル海山の発生、噴火、そして綿密なモニタリングは、科学者にとって海底火山噴火に関する貴重なモデルとなり、その後すぐにこのテーマに関する複数の科学論文が発表された。

1998年の噴火後、アクシアル海山の地震活動は事実上消滅し、火山の監視は主に火山の斜面に設置された海底圧力記録計で行われ、2000年以降は遠隔操作無人潜水機（ROV）に搭載された圧力センサーをローカルベンチマークに適用して毎年測定することで補完されている。センサーはアクシアル海山がゆっくりと再膨張していることを示している。噴火直後、海山は月20cm （8インチ）のペースで膨張していたが、2006年までにその数値は15cm（6インチ）に減少した。8年間でアクシアル海山は噴火前の膨張3.2m （10.5フィート）の約50%を回復し、2006年にオレゴン州立大学のウィリアム・チャドウィックとその同僚は、次の噴火は約2014年に起こると計算した。^{[ 17 ]}      

アクシアル海山は、他の多くの火山よりも予測可能な挙動を示します。これは、豊富なマグマ供給と薄い地殻、そして中央海嶺拡大中心に位置していることが理由と考えられます。現在、海底火山の中で、噴火サイクル全体を通して表面変形が継続的に監視されている唯一の火山です。 ^{[ 18 ]}

2011年7月、 ROVジェイソンによる潜水調査で、1年前には存在しなかった新たな溶岩流が火山上に発見された。調査隊は火山から海底圧力計2台と水中聴音器2台（3台目は溶岩に埋もれていた）を回収し、これらから噴火が2011年4月6日から4月にかけて発生したことが判明した。これらの機器は数百もの地震イベントを記録したが、SOSUSや陸上地震計で検知されたのはごくわずかだった。これは、当時システムの多くのコンポーネントがオフラインになっていたためである。この噴火で火山は2メートル（7フィート）以上沈下し、幅2キロメートル（1マイル）の溶岩流が発生した。これは1998年の噴火の3倍もの規模であった。^{[ 18 ]}