カンパニア期の火砕流噴火

• カンパニア火砕流噴火を含む第一期は、フレグレイ平野の地質史において最も決定的な時代であった。4万 年以上前に外側のカルデラが形成されて始まり、その後のカルデラの崩壊と火山活動の繰り返しが限られた範囲内で発生した。^{[ 16 ]}
• 第2期には、約1万5000年前に小規模なナポリ黄土凝灰岩噴火（ナポリ黄土凝灰岩、またはNYT）が発生した。 
• 第三期の噴火は、15,000～9,500 年前、8,600～8,200 年前、4,800～3,800年前の3つの期間に発生した 。^{[ 17 ]}

この構造のマグマ溜まりは活発であり、噴気孔、温泉、ガス放出、大規模な地盤の隆起と沈降（徐動地震）が頻繁に発生している。^{[ 18 ] [ 19 ]}

2008年に、フレグレイ平野とベスビオ山は深さ10km （6.2マイル）に共通のマグマ溜まりを持っていることが発見された。^{[ 20 ]}  

この地域の火山性は古代から認識されており、何世紀にもわたって調査・研究されてきた。体系的な科学的研究は19世紀後半に始まった。黄色の凝灰岩は何世紀にもわたって大規模に採掘され、その結果、雨水を集めるための水道や貯水槽として機能する大きな地下空洞が残された。^{[ 21 ]}

2016年、イタリアの火山学者は、岩石サンプルを採取し地震計を設置するために3.5kmの斜めのボーリング孔を掘削することを目的としていた2008年のカンピ・フレグレイ深層掘削プロジェクトから数年後、フレグレイ平野に3kmの深さまで探査孔を掘削する計画を発表した。このプロジェクトは、安全上の問題により2010年に中断された。^{[ 22 ]}    

プリニー式噴火の基底部の降下物の分布は、噴火の開始がカンピ・フレグレイの北東セクターで発生したことを強く示唆している。^{[ 26 ]}この段階は、マグマ溜まりの最上部にある最も進化した粗面岩質マグマによって供給されている。^{[ 27 ] [ 28 ]}

直接的な現地測定によるこの段階の詳細な再構築の試みでは、プリニー式噴煙柱が5つの降下堆積物ユニットを通して進化することが確認された。噴火は最初に柱の高さが29 km (18 mi)に達し、その後39 km (24 mi)でピークに達し、最後の段階では噴煙の頂上は26 km (16 mi)まで低下した。プリニー式噴火全体は約20時間続き、7.8 km ³ (1.9 mi ³ )のマグマを放出した。^{[ 26 ]}数値シミュレーションによる別の再構築の試みでは、異なるプリニー式プロセスが示されている。噴煙柱は44 km (27 mi)まで上昇し、マグマの体積が23 km ³ (5.5 mi ³ )で、この段階全体が4時間以内に完了した。^{[ 9 ]}            

プリニー式噴火によるテフラは、少なくとも1,400 km (870 mi)の範囲の堆積物中に存在し、130 km (81 mi)から900 km (560 mi)の範囲では Y-5 堆積物の 35～45% を占めている。^{[ 25 ]}      

プリニー式噴火に続いて、6つの主要なユニットからなる大規模な火砕流が30,000 km ² (12,000 sq mi)の面積に広がり、高さ1,000メートル (3,300 ft)までの山脈を越え、半径約100 km (62 mi)以内のすべての生命を絶滅させた。^{[ 29 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 30 ] [ 31 ]}      

質量噴火率の増加によるプリニー式噴煙柱の崩壊により、最初の火砕流ユニットである未固結層状灰流が生成された。^{[ 32 ] [ 28 ]}その後、噴火はクライマックス段階に進み、体積の大きい溶結灰色火砕流、粗粒軽石流、下部軽石流ユニットの3つの火砕流ユニットが生成された。これら3つのユニットは、まとめてCI噴火の大部分を構成している。^{[ 28 ]}カンピ・フレグレイから1,000 km (620 mi)以内の南東と北東に広がるY-5共火砕流灰は、これら最初の4つの火砕流ユニットに関連している。^{[ 33 ]}  

最初の 4 つのユニットの噴火後、CI マグマの大部分が噴出し、カルデラが崩壊した。崩壊により、ブレッチャ/スパッター ユニットと上部軽石流ユニットの新たな噴火段階が始まった。マグマは、マグマ溜まりの最下部の未発達な部分から供給された。これら 2 つのユニットは噴火の最終段階を表し、カルデラの縁に沿って非常に近い堆積物としてのみ配置された。^{[ 27 ] [ 28 ]} 1,500 km (930 mi)を超える超遠方への分散のほとんどは、この段階に関連していた。^{[ 33 ]}  

火砕流の露出した厚さと面積、および推定される厚さと面積の計算から、総火砕流体積は60～83 km ³ (14～20 mi ³ )のマグマとなる。その結果、ガラス質損失法に基づく共火砕流灰のDRE体積は116～155 km ³ (28～37 mi ³ ) DREの範囲となる。この段階で噴出したマグマの総体積は179～243 km ³ (43～58 mi ³ )となる。^{[ 1 ]}      

数値シミュレーションでは、共火砕流灰のDREの下限推定値は62 km ³ (15 mi ³ )であった。 ^{[ 9 ]}  

気候層序学では、CI噴火はHE-4を含む千年スケールの寒冷期の始まり付近で発生した。フランチェスコ・G・フェデレとそのチームは、CI噴火の火山冬がHE-4を引き起こし、夏の海面水温がイベリア半島沿岸で3～6  ℃、 地中海最西部で5℃急落したと仮定した。^{[ 35 ]}しかし、この関連性は高解像度の古気候記録によって否定されており、Y-5層はHE-4の開始から700～800年後に形成されたことが明確に示されている。^{[ 36 ] [ 37 ]}

岩石学的研究によると、CI噴火のマグマには5000万～2億5000万トンの二酸化硫黄が含まれており、成層圏の硫黄エアロゾルを注入することで、HE-4の既に寒冷な気候に深刻な火山冬を引き起こしたと予想されている。^{[ 35 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]}コミュニティ地球システムモデルによるCI噴火のシミュレーションでは、西ヨーロッパの気温異常は噴火後の1年間で-2  ℃から-4  ℃に達し、ピーク時の冷却と酸性沈着は1～2年間続いたことがわかった。^{[ 40 ]}

気候指標を用いて火山冬を評価するために、極地の氷床コアでCI噴火の硫酸塩シグナルを直接検出することに多大な努力が注がれてきたが、これらの試みは実を結ばなかった。 ^{[ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]} HE-4の開始付近で発生したいくつかの大きな硫酸塩ピークは暫定的にCI噴火に起因するものとされているが、硫酸塩ピークが実際にCIに関連していることを確認するには、氷床コアで十分に特徴付けられたテフラの発見が必要である。^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]}

CI噴火とヨーロッパにおけるネアンデルタール人の絶滅の間には関連性があるという仮説が立てられた。CI噴火が生物文化革命を引き起こし、現代人がネアンデルタール人を凌駕することを可能にしたという説もある。^{[ 35 ] [ 47 ]}しかし、ムステリア文化からウルッツィ文化またはプロト・オーリニャック文化への文化移行（考古学においてネアンデルタール人が現代人に取って代わられたことを示す）がCIテフラの下で始まったという地層学的証拠に基づき、この説は否定されている。^{[ 48 ] [ 49 ]} 2021年には、ネアンデルタール人の絶滅時期も再調整され、40,700 ± 200年前であり、CI噴火より前のものである。^{[ 50 ]}

ヨーロッパの多くの考古遺跡では、中期旧石器時代と後期旧石器時代の中間の技術複合体であるウルッツィアンとプロト・オーリニャックアンが、CI テフラによって直接覆われています。^{[ 51 ] [ 52 ]}プロト・オーリニャックアンまたはウルッツィアン層の放射性炭素年代測定では、CI 噴火の放射性炭素年代と統計的に区別できないか、わずかに古い年代が得られました。^{[ 7 ]}層序シーケンスのみに基づくと、CI 噴火はプロト・オーリニャックアンとウルッツィアン文化の終焉と同時期であり、初期オーリニャックアン適応の出現は噴火直後に現れたようです。^{[ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]}これは、CI 噴火の影響が CI 以前の石器文化の突然の終焉につながり、その後の初期オーリニャックアン革命を引き起こしたことを示していると解釈されています。^{[ 7 ]}しかし、境界遷移の確率曲線を考慮すると、初期オーリニャック文化はCI噴火より前にヨーロッパの一部の地域で出現しており、CI噴火が初期オーリニャック文化の引き金となった可能性は排除される。^{[ 52 ] [ 54 ]}