キラウエア・イキ

キラウエア・イキ（「小さなキラウエア」）^{[ 1 ]}は、ハワイ諸島のハワイ島にあるキラウエア火山の主山頂カルデラの隣にある火山の火口です。窪みのような形をしたこの火口は、1959年11月14日から12月19日にかけて発生した最新の噴火以前から存在していました。この噴火では、大きな溶岩湖、溶岩の急流、波、溶岩の渦、ハワイで記録的な高さの溶岩噴泉の形成など、いくつかの独特な現象が見られました。観測者はまた、マグマ溜まりと地表の間で溶岩が双方向に循環していることも記録しました。現在、キラウエア・イキはハワイ火山国立公園内の人気のハイキングスポットとなっています。

キラウエア・イキは、ハワイ諸島のハワイ島の南東部に位置しています。キラウエア山の山頂にあり、主山頂カルデラのすぐ東側にあります。^{[ 2 ]}行政上は、ハワイ州ハワイ郡カウ地区の一部です。^{[ 3 ]}

ピットクレーターの深さは244 m (801フィート)です。^{[ 4 ]}東西方向に伸びており、長さ約3 km (1.9マイル) 、幅約1.5 km (0.93マイル)で、西端に二次クレーターがあります。^{[ 5 ] [ 2 ]}クレーターの底は、1959 年に形成された溶岩湖の表面に対応しています。 ^{[ 4 ]}南西の縁にまたがって形成されたシンダーコーン、プウ プアイが、急なクレーターの壁の上にそびえ立っています。^{[ 2 ] [ 5 ]}標高は1,118メートルに達します。^{[ 6 ]}ただし、縁の最高地点は北東の縁で、標高は1,169メートルです。^{[ 7 ] [ 8 ]}クレーター リム ドライブは、主カルデラを一周し、キラウエア イキの東側を迂回しています。^{[ 2 ] [ 5 ]}ハイキングコースが分岐して火口に下り、火口を縦に横断する。^{[ 2 ] [ 5 ]}      

火口底は、かつての溶岩湖から形成されたものの、平坦ではありません。^{[ 9 ]}岩石が冷えると収縮し、圧力隆起が形成されます。^{[ 9 ]}冷却と収縮は年間2センチメートルの速度で続いています。^{[ 9 ]}火口底は不規則で、1975年と1983年の地震によって引き起こされたような火口壁の崩壊による岩屑が含まれています。 ^{[ 10 ]}まだ熱い岩石に染み込んだ雨水は加熱され、多数の亀裂から蒸気噴気孔として噴出します。 ^{[ 9 ]}この蒸気は溶解した鉱物、主に硫酸カルシウムとシリカを運び、噴気孔の周りに白い凝結物として沈着します。^{[ 9 ]}冷却中に放出された火山ガスは鉄分を多く含む火山岩を変質させ、赤や茶色の色合いを与えます。^{[ 11 ]}厳しい鉱物や化学環境にもかかわらず、メトロシデロス・ポリモルファ（地元ではオヒアと呼ばれる）などの植物は溶岩の割れ目に定着する。^{[ 12 ]}

キラウエア・イキに関連する溶岩洞は、1445年頃に始まり、約50年間連続して噴火した大規模なアイラアウ噴火の原因であり、現在のプナ地区の大部分を5.2 ± 0.8 km ³の玄武岩溶岩で覆いました。^{[ 14 ]}

キラウエア・イキは1868年に小規模な噴火を起こし、火口底が薄い玄武岩の層で覆われた。^{[ 15 ]}この噴火に先立って、 1868年にマグニチュード7.9の大地震であるカウ地震が発生し、島に広範囲にわたる被害をもたらし、キラウエア山頂カルデラの壁の崩壊、山頂カルデラからの溶岩の流出、そしてキラウエア・イキの短時間の噴火を引き起こした。^{[ 16 ]}

1959年11月14日午後8時8分、数ヶ月にわたる地震活動と地殻変動の増加の後、キラウエア火山の山頂にあるキラウエア・イキ火口で噴火が始まった。^{[ 17 ]}その後1ヶ月間、火口では17回の噴火が発生し、最後の噴火を除いて、いずれも溶岩噴泉で始まり、溶岩の逆流で終わった。^{[ 18 ] [ 19 ]}最初の噴火は7日間続いたが、その後のほとんどの噴火は24時間未満で、最短の噴火（14回目の噴火）は2時間未満だった。^{[ 17 ] [ 16 ]}火口の西側にある主割れ目からの火山噴出物は、高さ70メートルのプウ・プアイ火山灰丘（ハワイ語で「噴出する丘」）を形成した。^{[ 18 ] [ 20 ]} 1959 年 12 月 11 日、第 8 回目の噴火の終わりに、火口に形成された溶岩湖は最大容積 (5800 万立方ヤード) と最大深度 (414 フィート) に達した。^{[ 17 ]} 12 月 20 日に噴火が終わった後の溶岩湖の最終的な容積と深度は、それぞれ約 5000 万立方ヤードと 365 フィートであった。^{[ 17 ] [ 16 ]} 1988 年に行われたキラウエア イキの掘削プロジェクトでは、溶岩湖の深度が予想よりも 50 ～ 90 フィート深いことが示された。^{[ 15 ]}これは、1959 年の噴火中に火口底が崩落したことが原因であると考えられる。^{[ 15 ] [ 16 ]}

溶岩噴水

溶岩噴泉はハワイの噴火の特徴であり、1959年のキラウエア・イキの噴火では、ハワイで観測された中で最も高い溶岩噴泉がいくつか発生した。^{[ 16 ] [ 22 ]}噴火開始時の噴泉の高さはわずか30メートルだったが、その後数日間で200メートルから300メートルにまで上昇した。^{[ 18 ]} 11月21日には、噴泉は210メートルの高さから40秒足らずで数個のガス泡にまで低下した。^{[ 18 ]}噴泉の中には非常に高いものもあり、15回目の噴火では、記録された中で最も高い噴泉の一つである、580 メートル（1,900 フィート）近くに達する噴泉が発生した。^{[ 18 ] [ 22 ]}各噴火エピソードの終了後、溶岩は噴出口に流れ戻り、それが下層の物質の冷却剤として機能し、次の溶岩噴泉エピソードの引き金となった可能性がある。^{[ 23 ]}

溶岩排水路

キラウエア火山の噴火では溶岩の逆流がよく見られ、マグ​​マが地表に噴出して溶岩湖を形成し、その後地下に流れ戻る現象です。^{[ 24 ] [ 21 ]}キラウエア・イキ火山の噴火では、溶岩湖の水位が火口壁の中腹にある噴火口に達するまで上昇し、そこで溶岩の逆流が始まりました。^{[ 19 ] [ 17 ] [ 24 ]}最初の噴火では、3100万立方メートルの溶岩がキラウエア・イキ火山に流れ込み、100万立方メートルが逆流しました。^{[ 21 ]}その後の噴火では、1959年12月20日に終息した1か月にわたる噴火で合計7100万立方メートルの溶岩が噴出した。^{[ 21 ]}残った溶岩はわずか800万立方メートルで、6300万立方メートルの溶岩がキラウエアのマグマ溜まりに流れ込んだ。^{[ 21 ]}溶岩の逆流は、噴火よりも流量が多い場合が多かった。^{[ 21 ]}

溶岩湖が満たされたり流れ出たりするたびに、火口の縁に沿って「黒い棚」が形成され、それが各噴火時の溶岩湖の水位を示していた。^{[ 19 ] [ 21 ]}溶岩が流れ戻る際には、巨大な反時計回りの渦潮が形成された。^{[ 17 ]}

マグマの混合

噴火の最初のエピソードから採取されたサンプルは、2 種類のマグマで構成されていた。^{[ 16 ]}最初の変種は、1954 年のキラウエア カルデラ噴火で噴出した以前のマグマと同一であり、2 番目の変種は、CaO と MgO の比率が高いという、以前の噴火で見られたものとは異なる組成を持っていた。^{[ 16 ]}その後の噴火エピソードでは、2 つの変種の混合物に加えて、いくらかのカンラン石が加わったサンプルが生成された。2 種類のマグマの組成が異なる理由は、キラウエア イキの下にある 2 つのマグマ貯蔵領域があり、底部のカンラン石濃度が高かったためと考えられる。噴火の開始時には、両方のマグマ源が地表に物質を供給したが、カルデラの西側の単一の噴火口での後の噴火エピソードには、2 つのマグマの混合物が含まれていた。^{[ 16 ]}さらに、後の噴火エピソードはマグマ溜まりのより深い部分から発生したため、カンラン石の濃度が高くなった。^{[ 23 ]}

継続と終了

噴火は12月19日まで続き、さらに16回の噴水噴出によって溶岩湖に水が流れ込んだ。^{[ 25 ] [ 26 ]}これらの噴水噴出はより短く、一般的に流量と高さは低かった。^{[ 25 ]} 12回目の噴火の際、12月15日に2時間、1時間あたり1.45×10⁶ m³のピーク流量を記録した。^{[ 25 ]} 4回目の噴水噴出により、水深が20メートル増加し、噴火口は1800万トンの溶岩で覆われた。^{[ 25 ] [ 27 ]} 12月11日には、湖の最大水深126.2メートル（414フィート）に達した。^{[ 25 ]}  

噴水が噴出するたびに、溶岩は噴出した時の最大4倍の速さで噴火口に流れ戻った。^{[ 28 ]}湖の水位は全体的にほとんど上昇しなかった。^{[ 25 ]}排水によって地殻がゴロゴロと音を立てて破砕され、時には噴火口の上に渦潮が形成された。 ^{[ 25 ] [ 28 ]} 4回目の噴水後の12月5日の最大の逆流は、毎時1.69 × 10⁶ m³に達した。^{[ 25 ]}噴水の間、湖面は冷えて、幅15～60メートルの円形の固まった台地が形成され、最大で湖面から15メートルまで上昇した。^{[ 25 ] [ 28 ]}湖の中心部では、地殻が対流によって移動し、地殻プレートに似た3～6メートルのプレートに分裂し、片方の端で溶岩が湧き上がり、もう片方の端で沈み込んだ。噴火は12月19日の夕方、17番目の噴水が沈静化したことで終息した。^{[ 27 ]}

事後処理、測定、分析

VEI 2の噴火では 102 × 10⁶ m³ の溶岩が噴出し、^{[ 25 ]}そのうち 2.5 × 10⁶ m³ であった。^{[ 29 ]}しかし、翌日には 38 × 10⁶ m³ しか残っていなかった。^{[ 25 ]}噴水間の急速な排水がこの矛盾を説明した。^{[ 25 ]}後に山頂の膨張/収縮の分析により、溶岩がキラウエアのマグマ溜まりに戻り、一部が東リフトゾーンに逃げたことがわかった。^{[ 25 ]}さらに 10 × 10⁶ m³ のマグマがマグマ溜まりに入った。^{[ 25 ]}逆説的に、噴火後にはより多くのマグマが残っていた。^{[ 25 ]}圧力の増加により活動の懸念が再燃し、1959 年 12 月下旬から 1960 年 1 月上旬にかけて群発地震が発生し、1 月 12 日には 1,000 回を超える地震がピークに達した。東に47 km (29マイル)離れたカポホの地盤が沈下し、地溝が形成された。1 月 13 日の夕方、溶岩が噴水のように噴出し、1 か月に及ぶ1960 年のカポホ噴火が始まった。^{[ 30 ]}  

噴火から4か月後、湖の中心部で掘削を行ったところ、深さ2.7m （8.9フィート）で溶岩に遭遇した。^{[ 31 ]} 1968年の掘削では、冷却中の溶岩湖の化学的、鉱物学的、温度変化を調査し、底には達することなく、地殻30メートルを貫通して深さ60メートルの溶融した中心部に到達した。^{[ 32 ] [ 33 ]} 1988年の掘削では、73～100m （330フィート）の間に溶岩が見つかり、以前の湖底が下のマグマ溜まりに沈下したため、湖の真の深さは135m （443フィート）であることが明らかになった。 ^{[ 31 ]}湖は、噴火から30年以上経った1990年代半ばまでに完全に固まった。^{[ 31 ]}      

キラウエア・イキは、ビジター施設に近く、特徴的な火山地形があるため、ハワイ火山国立公園の人気スポットです。クレーター・リム・ドライブ沿いには2つの展望台があります。1つは円錐形の近くにあり、デバステーション・エリアを通るデバステーション・トレイルの起点となっているプウ・プアイ展望台、もう1つは反対側の縁にあるキラウエア・イキ展望台です。^{[ 34 ]}後者からは、カルデラを一周するクレーター・リム・トレイルなど他のトレイルと繋がるループ状のキラウエア・イキ・トレイルが始まります。^{[ 34 ] [ 2 ]}

キラウエア・イキ・トレイルは全長約6.5km （4.0マイル）で、そのうち3.9km （2.4マイル）は火口を横断し、標高差は122m （400フィート）あり、所要時間は2～3時間です。公園では中程度の難易度とされています。^{[ 2 ] [ 35 ]}番号付きの標識は、地質学的および植物学的特徴を説明する公園ガイドに対応しています。^{[ 34 ]}火口底には、アフと呼ばれるケルンがルートを示しています。^{[ 34 ]}      

トレイルはキラウエア・イキの東にあるサーストン溶岩洞の近くを通り、クレーター・リム・ドライブを横切る。^{[ 36 ]}

• 1960年のキラウエア火山の噴火
• キラウエア・カルデラ
• 破壊の道

• キラウエア火山の山頂噴火、キラウエア・イキ火口にて（2017年1月8日、Wayback Machineにアーカイブ済み）
• 米国国防総省が撮影した、1959年のキラウエア・イキ火口火山の噴火の映像
• 短編映画「火山噴火（1959年）」は、インターネットアーカイブで無料で視聴およびダウンロードできます。