マグマ溜まり

マグマ溜まりは、地球の表面下にある液体の岩石の大きなプールです。このようなマグマ溜まり内の溶融岩石、つまりマグマは、周囲の母岩よりも密度が低いため、マグマに浮力が生じ、マグマが上昇する傾向があります。 ^[1]マグマが地表への道を見つけると、火山噴火が発生します。そのため、多くの火山はマグマ溜まりの上にあります。^[2] これらのマグマ溜まりは地球の深部で検出するのが難しいため、知られているもののほとんどは地表近く、通常は深さ 1 km から 10 km の間にあります。^[3]

マグマは周囲の岩石よりも密度が低いため、地殻の下から割れ目を通って上昇します。マグマが上への道を見つけられない場合、マグマ溜まりに溜まります。これらのマグマ溜まりは通常、時間の経過とともに、^{[4] [5]}水平方向の^[6]または垂直方向の^[7]マグマの注入によって形成されます。新しいマグマの流入により、既存の結晶が反応し^[8]、マグマ溜まり内の圧力が上昇します。

残留マグマが冷え始め、特にマグマ溜まりの冷たい壁の近くでは、融点の高い成分であるオリビンが溶液から結晶化し、より密度の高い鉱物の凝塊を形成して沈みます（堆積岩）。 ^[9]冷却すると、新しい鉱物相が飽和し、岩石の種類が変化し（例：分別結晶化）、通常は（1）斑れい岩、閃緑岩、トーナル岩、花崗岩、または（2）斑れい岩、閃緑岩、閃長岩、花崗岩が形成されます。マグマが長期間マグマ溜まり内に留まると、低密度の成分が上に上がり、密度の高い物質が沈むように成層することがあります。岩石は層状に蓄積し、層状の貫入岩を形成します。^[10]その後の噴火で、明確に層状の堆積物が生じることがあります。たとえば、西暦 79 年のベスビオ火山の噴火による堆積物には、マグマ溜まりの上部からの厚い白い軽石の層と、その上にマグマ溜まりの下部から後に噴出した物質から生成された同様の灰色の軽石の層が含まれています。

マグマ溜まりの冷却によるもう一つの影響は、結晶が固まると、液体だったときに溶解していたガス（主に水蒸気）が放出され、マグマ溜まり内の圧力が上昇して、噴火を引き起こす可能性があることです。さらに、融点の低い成分が除去されると、マグマの粘性が高まります（ケイ酸塩の濃度が増加）。したがって、マグマ溜まりの成層化により、マグマ溜まりの上部近くのマグマ内のガス量が増加し、^[11]このマグマの粘性が高まり、成層化しない場合よりも爆発的な噴火につながる可能性があります。

超火山の噴火は、地殻の比較的浅いレベルで非常に大きなマグマ溜まりが形成された場合にのみ発生する。しかし、超火山を生じる地質環境におけるマグマ生成速度は 0.002 km ³年⁻¹程度と非常に低いため、超噴火に十分なマグマが蓄積するには 10 ⁵～ 10 ⁶年かかる。このことから、比較的小規模な噴火ではなぜ浮力のある珪長質マグマが地表に頻繁に突き抜けないのかという疑問が生じる。マグマ溜まりの天井にかかる最大圧力を下げる地域的な伸張と、高い有効粘弾性を持つ暖かい壁を持つ大きなマグマ溜まりの組み合わせにより、流紋岩の岩脈形成が抑制され、このような大きなマグマ溜まりがマグマで満たされる可能性がある。^[12]

火山の噴火でマグマが地表に噴出しない場合は、マグマは深部でゆっくりと冷えて結晶化し、例えば花崗岩や斑れい岩（プルトンも参照）で構成される貫入 火成岩を形成します。

火山には、数キロメートル下に深いマグマ溜まりがあり、それが山頂近くの浅いマグマ溜まりに供給されていることがよくあります。マグマ溜まりの位置は地震学を使って地図にすることができます。地震の地震波は固体よりも液体の岩石中をゆっくりと移動するため、測定によって動きが遅い領域を特定し、マグマ溜まりを特定することができます。^[13]

火山が噴火すると、周囲の岩石が崩れ落ちて空になった空間に流れ込みます。空間の大きさが大幅に減少すると、表面に窪みが生じてカルデラが形成されることがあります。^[14]

アイスランドでは、1974年に洞窟探検家のアルニ・B・ステファンソンによって発見され、2012年に観光用にオープンしたスリフヌカギグル火山は、訪問者がエレベーターに乗って安全にマグマ溜まりに降りることができる世界で唯一の火山です。^[15]

• 帯水層
• 茂木モデル