
噴気孔(/ ˈfjuːməˌroʊl / 、fumeroleとも綴られる)[ 1 ]は、地球または他の地球型惑星の表面を貫通する噴出口で、液体や固体を伴わずに高温の火山ガスや蒸気が噴出する。噴気孔は火山活動の後期段階の特徴であるが、噴気孔の活動は火山噴火に先行することもあり、噴火予測に利用されてきた。ほとんどの噴気孔は噴火終了後数日または数週間で消滅するが、数十年以上続くものもある。噴気孔のある地域は噴気孔地帯として知られている。
噴気孔から放出される主な蒸気は、加熱された岩石を地下水が循環することによって生成される水蒸気です。これに伴い、地表深くで冷却されるマグマから放出される火山ガスも通常放出されます。これらの火山ガスには、様々な硫黄酸化物や硫化水素などの硫黄化合物、そして時には塩化水素、フッ化水素、その他のガスが含まれます。硫黄化合物を多く放出する噴気孔は、時に噴気孔(ソルファタラ)と呼ばれます。
噴気孔の活動は、噴出口周辺の岩石を侵食すると同時に、硫黄やその他の鉱物を沈殿させる。噴気孔の下には、貴重な熱水鉱床が形成されることもある。しかし、活発な噴気孔は、高温で有毒なガスを放出するため、危険を伴う。


噴気孔(または噴気孔、フランス語のfumerolleに由来。煙を逃がすために台所の上に建てられた、側面に開口部のあるドーム状の構造物[ 2 ])は、惑星の地殻にある、蒸気やガスを噴出するが液体や固体は噴出しない開口部である。[ 3 ]噴気孔から噴出するガスの温度は約100 ~ 1,000 °C (210 ~ 1,800 °F)である。[ 4 ]蒸気は、地下水が熱い岩石によって過熱され、地表に近づくと減圧によって沸騰(フラッシュ)するときに発生する。[ 5 ]
噴気孔から放出されるガスには、蒸気の他に、二酸化炭素、硫黄酸化物、硫化水素、塩化水素、フッ化水素などがあります。これらは、地下で冷えているマグマに由来します。これらのガスすべてがすべての噴気孔に存在するわけではありません。たとえば、米国ハワイ州のキラウエア火山の噴気孔には、塩化水素やフッ化水素はほとんど含まれていません。[ 3 ]ガスには、硫化カルボニル、二硫化炭素、水素、メタン、一酸化炭素の痕跡も含まれる場合があります。[ 6 ]硫黄ガスを放出する噴気孔は、ソルファタラ(古イタリア語のsolfo、「硫黄」に由来)と呼ばれます。 [ 7 ] [ 8 ]噴気孔から放出される蒸気の一部が地表で凝縮すると、酸性硫酸塩温泉が形成されることがあります。下から上昇するCO2やH2Sなどの酸性蒸気が溶解し、蒸気加熱された低pHの温泉が形成される。[ 9 ]
噴気孔は通常、火山活動の後期段階に関連していますが、[ 10 ]火山活動に先行することもあり[ 4 ]、火山噴火の予測に利用されてきました。[ 5 ]特に、噴気孔ガスの組成と温度の変化は、差し迫った噴火を示唆する可能性があります。[ 3 ]硫黄酸化物の放出量の増加は、新しいマグマが深部から上昇していることを示す特に確実な兆候であり、噴火の数ヶ月から数年前から検出できる可能性があります。噴火後も硫黄酸化物の放出が続くことは、マグマが地表に向かって上昇し続けていることを示しています。[ 6 ]
噴気孔は、小さな亀裂、長い割れ目、または無秩序な集まりやフィールドで発生することがあります。また、溶岩流や火砕流の表面にも発生します。[ 11 ]噴気孔フィールドとは、浅いマグマや高温の火成岩がガスを放出したり、地下水と相互作用したりする、温泉やガス噴出孔のある地域のことです。[ 12 ]凍結環境で発生すると、噴気孔は噴気氷塔 を引き起こすことがあります。
噴気孔は、持続的な熱源の上にある場合は数十年または数世紀にわたって存続する可能性があり、急速に冷える新鮮な火山堆積物の上に発生した場合は数週間から数か月以内に消滅する可能性があります。[ 11 ]例えば、1万の煙の谷は 、 1912年のアラスカのノバルプタの噴火で形成されました。当初、噴火による冷えゆく灰の中に数千の噴気孔が発生しましたが、時間の経過とともにそのほとんどが消滅しました。[ 13 ]持続的な噴気孔は、キラウエアカルデラの北端にあるサルファーバンクで見られますが、ハワイのほとんどの噴気孔は数か月以上は存続しません。[ 3 ]最新の噴火から約7万年経った今でも、米国のイエローストーン国立公園には多数の活発な噴気孔があります。 [ 14 ] [ 15 ]

噴気孔からの酸性ガスは噴出口周辺の岩石を分解し、鮮やかな色の変質ハローを生成することがあります。[ 5 ]ハワイのキラウエア近くのサルファーバンクでは、軽度の変質により岩石は灰色から白色のオパールとカオリナイトに変化し、岩石の元の質感はまだ識別可能です。変質は岩石の節理に沿って始まり、節理ブロック全体が変化するまで内側に向かって進行します。より極端な変質(より低いpH)では、物質は粘土鉱物と酸化鉄に還元され、赤色から赤褐色の粘土が生成されます。[ 16 ]同じプロセスにより、深部で貴重な熱水鉱床が生成される可能性があります。 [ 5 ]
硫黄蒸気を放出する噴気孔は、硫黄を豊富に含む鉱物や噴気孔鉱物の地表堆積物を形成する。キラウエア火山近くのサルファーバンクスの硫黄結晶は長さ2センチメートル(0.8インチ)まで成長することがあり、マウナロアカルデラ内のサルファーコーンにはかなりの量の硫黄が堆積している。[ 3 ]これらの堆積物が採掘されている場所には、次のようなものがある。
インドネシアでの硫黄採掘は、低賃金で、呼吸器やその他の保護具なしで手作業で行われることがある。[ 17 ]
2006年4月、カリフォルニア州マンモスマウンテンスキー場のチェア3の東側で、噴気孔からの噴出物によりスキーパトロール隊員3名が死亡した。隊員たちは、転落したクレバスに溜まった有毒ガス(マズク)に圧倒された。 [ 25 ] [ 26 ]
噴気孔は世界中の火山活動地域で見られます。代表的な例としては以下のようなものがあります。
火星のグセフ・クレーターにあるホームプレートと呼ばれる地形は、火星探査ローバー(MER)スピリットによって調査され、古代の活動を停止した噴気孔の浸食された残骸であると推測されている。[ 35 ]
fumarole field[:] 涼しい噴気孔の集まり。