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熱水爆発は、地球の表面下に閉じ込められた過熱水が急速に液体から蒸気に変化し、閉じ込められている岩を激しく破壊するときに発生します。沸騰した水、蒸気、泥、岩の破片が、直径数メートルから最大数キロメートルの範囲に噴出します。エネルギーはもともと深部の火成岩源から発生しますが、このエネルギーは、火山噴火で発生するマグマではなく、循環する天水または天水とマグマ水の混合物によって地表に伝達されます。エネルギーは、地表から数百フィート以内の熱水と岩に熱として蓄えられます。
熱水爆発は間欠泉と同じ不安定性と連鎖反応メカニズムによって引き起こされますが、非常に激しいため、水と蒸気とともに岩や泥が噴出します。[1]
原因
熱水爆発は、浅く相互につながった貯水池が地熱地帯の下にある場所で発生し、その温度は 250 °C にも達します。水は通常 100 °C で沸騰しますが、圧力がかかると沸点が上昇し、水が過熱されます。圧力が急激に低下すると、液体から蒸気への急速な相転移が起こり、水と岩石の破片が爆発します。[2]最終氷河期には、氷河が後退して圧力が解放されたことで、多くの熱水爆発が発生しました。[3]その他の原因としては、地震活動、浸食、水圧破砕などがあります。[4]
イエローストーン
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イエローストーン国立公園は、温泉、噴気孔、間欠泉、泥泉が広がる熱活動が活発な地域です。また、熱水爆発クレーターもいくつかありますが、カルデラとは混同しないでください。カルデラは陥没地形です。これらの熱水爆発クレーターのうち 8 つは、熱水で固められた氷河堆積物にあり、2 つは更新世の火山灰流凝灰岩にあります。[1] 各クレーターは、クレーターから生じた 30 ～ 100 フィートの高さの破片でできた縁に囲まれています。[3]
イエローストーンではこれまでに20回以上の大規模な熱水爆発が起きており、およそ700年に1回の頻度である。[2]イエローストーンの下にあるマグマ溜まりの温度は800℃を超え、この地域の岩石を加熱していると考えられている。そうだとすれば、対流によって供給される平均熱流量はロッキー山脈のどの場所よりも30倍大きい。雪解け水と降雨は急速に地中に浸透し、地下水の温度をほぼ沸騰させるほどの熱を伝導する可能性がある。
間欠泉盆地の現象は、熱い地下水が地表近くまで上昇し、時折泡立つことによって生じます。ノリス間欠泉盆地では、水深332メートルで238℃の水温が記録されています。[5]ポケット盆地はもともと熱水系の上に氷で堰き止められた湖でした。最終氷河期に氷が溶けて湖の水が急速に排水され、突然の圧力変化によって大規模な熱水爆発が引き起こされました。[1]
間欠泉
熱水爆発は間欠泉の噴火に似ていますが、周囲の岩や泥を巻き込み、定期的に発生しないという点が異なります。[6]
よく知られている熱水噴出孔の 1 つにオールド フェイスフルがあります。ここでは平均して 1 時間半ごとに水蒸気と水の噴煙が上がります。水蒸気爆発によって水と岩が何千フィートも地上に激しく吹き飛ばされることはめったにありませんが、イエローストーンの地質学の歴史では、こうした巨大な出来事が何度も記録されており、新しい丘が作られ、地形の一部が形作られたことがわかっています。
記録に残る最大の熱水爆発は、イエローストーン湖 の北端近く、通称「メアリー ベイ」と呼ばれる堤防で発生しました。現在 1.5 マイルのクレーターとなっているこのクレーターは、比較的最近、およそ 13,800 年前に形成されました。このクレーターは、短期間に起こった一連の熱水爆発によって形成されたと考えられています。この一連の出来事の原因はまだはっきりと解明されていませんが、火山学者は、大地震が近くの氷河の融解を加速させ、熱水系の圧力を下げた可能性があると考えています。あるいは、イエローストーン湖の水位の急激な変化が原因だった可能性もあります。
最近の爆発
イエローストーンの最近の大規模な熱水爆発のほとんどは、熱水系深部の圧力の急激な変化の結果です。一般的に、これらの大規模な爆発は、南北方向にクレーターを形成します (ノリスホット スプリングスとマンモス ホット スプリングスの間)。知られている熱水クレーターはすべて、14,000 年から 3,000 年前に形成されたと推定されています。火山学者は、イエローストーン公園の脆弱な地殻をマグマが突き破ったり、イエローストーンの下にある貯留層でマグマの動きを刺激したりしたことは一度もないと考えています。
イエローストーン国立公園の開園以来、小規模な熱水爆発がいくつか記録されている。1880年代、 ミッドウェイ間欠泉盆地のエクセルシオール間欠泉は、大規模な熱水爆発で知られていた。[7]その他の爆発は、 1959年のヘブゲン湖地震などの地震現象と関連付けられており、[8]また、1989年のノリス間欠泉盆地のポークチョップ間欠泉の爆発など、間欠泉や温泉の下の配管の変化と関連付けられているものもある。[9]小規模な熱水噴火はほぼ毎年発生しているが、[10]多くはイエローストーンの奥地で発生している。[7]
2024年7月23日、ビスケットベイスンのブラックダイヤモンドプール温泉から来た数人の観光客が小規模な熱水爆発を目撃した。[11]おそらく温泉下の配管の変化によって引き起こされた爆発は、水と岩の破片の煙を400〜600フィート（120〜180メートル）上空に打ち上げた。[12]負傷者はいなかったが、爆発によりビスケットベイスは2024年の残りのシーズン中閉鎖を余儀なくされた。[7]
参照
- 水蒸気噴火 – 水蒸気の爆発によって引き起こされる火山の噴火
参考文献
- ^ abc LJ P Muffler; R, D. E White; A. H Truesdell (1971年3月)、「イエローストーン国立公園の熱水爆発クレーター」、アメリカ地質学会紀要、82 (3)、GSA紀要: 723–740、doi :10.1130/0016-7606(1971)82[723:HECIYN]2.0.CO;2
- ^ ab Morgan, LA; Shanks, WP; Pierce, KL (2006)、「超噴火環境が「超」熱水爆発を引き起こす: イエローストーン国立公園での極度の熱水爆発」、AGU Fall Meeting Abstracts、2006、アメリカ地球物理学連合、Fall Meeting 2006: V33C–0689、Bibcode :2006AGUFM.V33C0689M
- ^ ロバート・ベア・スミス、リー・J・シーゲル（2000年）、地球への窓：イエローストーン国立公園とグランドティトン国立公園の地質学的物語、オックスフォード大学出版局米国、pp. 64-66、ISBN 0-19-510597-4
- ^ ローズ、ウィリアム・インガーソル（2004）、エルサルバドルの自然災害、アメリカ地質学会、pp. 246-247、ISBN 0-8137-2375-2
- ^ “Supervolcano Yellowstone”. 2014年8月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年5月20日閲覧。
- ^ アンガス・M・サーマー（2009年5月25日）、イエローストーン爆発：地質学者が珍しいイエローストーン爆発を目撃、ジャクソンホールニュース＆ガイド
- ^ abc 「7月23日のビスケット盆地熱水爆発に関する最新情報」nps.gov。国立公園局。 2024年8月1日閲覧。
- ^ 「イエローストーン国立公園の熱水爆発 | 米国地質調査所」www.usgs.gov . 米国地質調査所. 2024年8月1日閲覧。
- ^ 「ポークチョップ・ガイザーが爆発した日 | 米国地質調査所」www.usgs.gov . 米国地質調査所. 2024年8月1日閲覧。
- ^ ポーランド、マイケル。「ノリス間欠泉盆地での小規模な熱水爆発 | 米国地質調査所」。www.usgs.gov。米国地質調査所。 2024年8月1日閲覧。
- ^ ムサ、アマンダ（2024年7月25日）。「イエローストーンの人気のビスケット盆地、熱水爆発後夏季閉鎖」CNN 。 2024年8月1日閲覧。
- ^ ポーランド、マイケル。「2024年7月23日、ビスケット盆地での熱水爆発 | 米国地質調査所」。www.usgs.gov。米国地質調査所。 2024年8月1日閲覧。
外部リンク
- 熱水爆発の写真