
火砕流(火砕流密度流または火砕雲とも呼ばれる)[1]は、高温のガスと火山性物質(総称してテフラと呼ばれる)が火山から離れて地面に沿って平均時速100km(秒速30メートル、時速60マイル)で流れる高速流であるが、最高時速700km(秒速190メートル、時速430マイル)に達することもある。[2]ガスとテフラの温度は約1,000℃(1,800℉)に達することがある。
火砕流は火山災害の中で最も致命的であり[3] 、特定の爆発的な噴火の結果として生成されます。通常、火砕流は地面に触れて斜面を流れ落ちるか、重力によって横方向に広がります。火砕流の速度は、流れの密度、火山の噴出率、斜面の勾配によって異なります。
用語の由来

火砕流という言葉は、ギリシャ語 で「火」を意味するπῦρ ( pýr )と「粉々に砕けた」を意味するκλαστός ( klastós )に由来している。 [4] [5]暗闇で赤く光る火砕流はnuée ardente (フランス語で「燃える雲」)と呼ばれ、カリブ海に浮かぶフランス領マルティニーク島のペレ山で1902年に起きた壊滅的な噴火を説明する際に特に使われた。[6] [注 1]
岩石に対するガスの割合がはるかに高い火砕流は、「完全に希薄な火砕流」または火砕サージとして知られています。密度が低いため、尾根、丘、川、海などの高地や水域を流れることもあります。また、250 °C (480 °F) 未満の蒸気、水、岩石を含むこともあります。これらは他の流れと比較して「冷たい」と言われていますが、温度は依然として致命的な高さです。冷たい火砕サージは、浅い湖や海の下の噴火口から噴火した場合に発生することがあります。一部の火砕流の前面は完全に希薄です。たとえば、1902 年のペレ山の噴火では、完全に希薄な流れがサンピエール市を襲い、約 30,000 人の死者を出しました。[7]
火砕流は重力流の一種であり、科学文献では PDC (火砕流密度流) と略されることもあります。
原因
火砕流はいくつかのメカニズムによって発生する可能性があります。
- プリニー式噴火(西暦79年のヴェスヴィオ山によるヘルクラネウムとポンペイの破壊など)による噴煙柱の噴泉崩壊。このような噴火では、噴出口から強制的に噴出された物質が周囲の空気を加熱し、乱流混合物が対流によって数キロメートルにわたって上昇する。噴出した噴流が周囲の空気を十分に加熱できない場合、対流は噴煙を上方に運ぶのに十分な強さがなく、火山の側面を流れ落ちる。[8]
- ブルカノ式噴火に伴う噴煙柱の噴水崩壊(例えば、モンセラートのスーフリエールヒルズ火山は、このような致命的な火砕流や火砕サージを数多く発生させています)。ガスと噴出物が周囲の空気よりも密度の高い雲を作り出し、火砕流になります。
- 噴出した溶岩のガス抜き中に火口で泡が立ちます。これにより、イグニンブライトと呼ばれる岩石が生成されます。これは、1912 年のノヴァルプタの噴火で発生しました。
- 溶岩ドームまたは溶岩脊柱の重力崩壊により、急斜面を雪崩や流下が発生します (例: 1997 年に 19 人の死者を出したモントセラトのスーフリエールヒルズ火山)。
- 火山の一部が崩壊または爆発したときに発生する方向性のある爆風(またはジェット)。(例: 1980 年 5 月 18 日のセントヘレンズ山の噴火)。火山からの距離が増すにつれて、急速に重力駆動の流れに変わります。
サイズと効果



流量は数百立方メートルから1,000立方キロメートル(240立方マイル)以上までの範囲です。より大きな流れは数百キロメートルを移動することもありますが、その規模のものは数十万年発生していません。ほとんどの火砕流は1~10立方キロメートル(1 ⁄ 4~2+火山灰は、体積が約1 ⁄ 2 立方マイルで、数キロメートルにわたって移動する。火山灰流は通常、2つの部分から構成される。基底流は地面に沿って流れ、より大きく粗い岩や岩の破片を含む。一方、火山灰流と上空の空気の間の乱流により、非常に高温の火山灰の煙がその上空に舞い上がり、冷たい大気を混ぜて加熱し、膨張と対流を引き起こす。 [9 ]火山灰流は、1メートル未満から200メートルの深さまで、ゆるい岩の破片を堆積させることがある。 [10]
移動する雲の運動エネルギーは、その進路上にある木や建物をなぎ倒します。高温のガスと高速のため、雲は特に致命的になり、生物を瞬時に焼却したり、炭化した化石に変えたりします。
- 例えば、イタリアのポンペイとヘルクラネウムは西暦79年に火砕サージに飲み込まれ、多くの命が失われました。 [11]
- 1902 年のペレ山の噴火により、マルティニーク島のサンピエールの町は壊滅した。噴火が差し迫っている兆候があったにもかかわらず、政府はサンピエールと火山の間に丘や谷があるため安全だと判断したが、火砕流により町のほぼ全体が焦げ、3 万人の住民のうち 3 人を除く全員が死亡した。[出典が必要]
- 1991年6月3日、日本の雲仙岳で発生した火砕サージにより、火山学者の ハリー・グリッケン、カティア・クラフト、モーリス・クラフト夫妻とその他40名が死亡した。火砕サージは火砕流として始まり、勢いを増したサージがクラフト夫妻らが立っていた尾根を登り、彼らを飲み込み、遺体は約5mmの灰に覆われた 。[12]
- 1997 年 6 月 25 日、カリブ海の島モントセラトのモスキート ゴートを火砕流が流れ下りました。大規模で非常に活発な火砕サージが発生しました。この火砕流はゴートによって抑制できず、そこから溢れ出し、ストリーサム村地域 (正式に避難命令が出されていた) にいた 19 人が死亡しました。その地域の他の数名も重度の火傷を負いました。[要出典]
水との相互作用
1883年のクラカタウ火山の噴火の証言証拠は、実験証拠に裏付けられており[13]、火砕流がかなりの水域を横切ることができることを示している。しかし、重力流の密度は水面を横切ることができないことを意味するため、それは火砕流ではなく火砕サージである可能性がある。 [13]ある火砕流は、48キロメートル(26海里)離れたスマトラ島の海岸まで到達した。 [14]
2006年のBBCドキュメンタリー映画「火山についてあなたが知らない10のこと」[15]では、ドイツのキール大学の研究チームが火砕流が水面を移動するテストを披露しました。 [16]再現された火砕流(主に高温で密度の異なる灰の流れ)が水に衝突すると、2つのことが起こりました。重い物質が水中に落ち、火砕流から液体に沈殿しました。灰の温度によって水が蒸発し、火砕流(今では軽い物質のみで構成されている)が蒸気層の上を以前よりもさらに速いペースで進みました。
モントセラトのスーフリエールヒルズ火山のいくつかの段階では、沖合約1 km ( 1⁄2 海里) で火砕流が撮影されました。これらの映像では、火砕流が通過する際に水が沸騰している様子が見られます。火砕流は最終的に約1 km 2 (250 エーカー) を覆うデルタを形成しました。別の例としては、2019 年にストロンボリで火砕流が海面上数百メートルを移動したのが観測されました。 [17]
火砕流は水域と相互作用して大量の泥を形成し、それがラハールとして下流に流れ続けることがあります。これはラハールを発生させるいくつかのメカニズムの 1 つです。[要出典]
他の天体について
1963年、NASAの天文学者ウィニフレッド・キャメロンは、地球の火砕流に相当するものが月で曲がりくねった溝を形成した可能性があると提唱した。月の火山噴火では、火砕雲が局所的な起伏に沿って移動し、曲がりくねった軌跡を描くことが多い。月のシュレーター谷がその一例である。[18] [非一次資料が必要]火星 の火山の中には、ティレヌス山やハドリアクス山など、溶岩流よりも浸食されやすい層状の堆積物を形成しているものがあり、火砕流によって形成されたことを示唆している。[19]
参照
参考文献
- ^ Branney MJ & Kokelaar, BP 2002、「火砕流密度流とイグニンブライトの堆積」ロンドン地質学会紀要27、143頁。
- ^ 「MSH 火砕流 [USGS]」。米国地質調査所。
- ^ Auker, Melanie Rose; Sparks, Robert Stephen John; Siebert, Lee; Crosweller, Helen Sian; Ewert, John (2013-02-14). 「世界の歴史的火山死亡者記録の統計分析」. Journal of Applied Volcanology . 2 (1): 2. Bibcode :2013JApV....2....2A. doi : 10.1186/2191-5040-2-2 . ISSN 2191-5040. S2CID 44008872.
- ^ 参照:
- ジュークス、ジョセフ・ビート(1862)。『学生のための地質学マニュアル』(第2版)。エディンバラ、スコットランド、英国:アダム・アンド・チャールズ・ブラック。68ページ。68 ページより:「『灰』という言葉は、地上または水中の噴火の機械的付随物をすべて含むのにはあまり適した言葉ではありません。なぜなら、灰は燃焼の残留物である細かい粉末に限定されているように思われるからです。大きさや状態に関係なく、そのような付随物がすべて「岩」の層を形成するほどの塊に蓄積されている場合、そのような付随物をすべて表現する言葉が不足しています。私たちはそれらをおそらく「火砕物」と呼ぶかもしれません...」
- ^ 「κλαστόςの定義」。ペルセウスギリシャ語辞典。タフツ大学。 2020年10月8日閲覧。
- ^ Lacroix, A. (1904) La Montagne Pelée et ses Eruptions、パリ、マッソン (フランス語) 第 1 巻より。 1、p. 38:p.38に記載した後37 「濃い黒い雲」( nuée noire )の噴火、ラクロワは「 nuée ardente」という用語を生み出した:「Peu après l'éruption de ce que j'appellerai désormais la nuée ardente , un immense nuage de cendres couvrait l'ile tout」アンティエール、ラ・ソーポウドラント・ドゥヌヌmince couche de debris volcaniques (今後私が濃く輝く雲[ nuée ardente ]と呼ぶものの噴火の直後、巨大な噴石の雲が島全体を覆い、火山の破片の薄い層が島全体に散りばめられました。)
- ^ アーサー・N・ストララー(1972年)『地球:地質時代を通した物理システム』
- ^ 「火砕流 – 概要 | ScienceDirect Topics」。sciencedirect.com 。 2024年8月15日閲覧。
- ^ マイヤーズとブラントリー (1995)。火山災害ファクトシート: 火山における危険な現象、USGS オープンファイルレポート 95-231
- ^ 「火砕流は速く移動し、その進路にあるすべてのものを破壊します | 米国地質調査所」。米国地質調査所。 2024年9月12日閲覧。
- ^ Weller, Roger (2005). イタリア、ベスビオ山。コチース大学地質学部。2010年10月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年10月15日閲覧。
- ^ サザーランド、リン。リーダーズダイジェストパスファインダーズ地震と火山。ニューヨーク:ウェルドンオーウェンパブリッシング、2000年。
- ^ ab Freundt, Armin (2003). 「高温火砕流の海への流入:実験的観測」. Bulletin of Volcanology . 65 (2): 144–164. Bibcode :2002BVol...65..144F. doi :10.1007/s00445-002-0250-1. S2CID 73620085.
- ^ キャンプ、ヴィック。「インドネシア、クラカタウ(1883)」。火山の仕組み。サンディエゴ州立大学地質科学部、2006年3月31日。ウェブ。2010年10月15日。[1] 2014年12月16日にWayback Machineにアーカイブ。
- ^ IMDbの「火山についてあなたが知らない 10 のこと (2006)」
- ^ 高温火砕流の海への流入:実験観測、INIST。
- ^ デ・ヴィータ、サンドロ;ディ・ヴィート、マウロ・A.ナベ、ロゼラ(2019-09-05)。 「ピロクラスティコの危険な状況: ストロンボリとアルトリ ヴァルカニの経験」。INGV vulcani (イタリア語) 。2021年10月4日閲覧。
- ^ Cameron, WS (1964). 「シュローター渓谷とその他の月の曲がりくねった小川の解釈」. Journal of Geophysical Research . 69 (12): 2423–2430. Bibcode :1964JGR....69.2423C. doi :10.1029/JZ069i012p02423.
- ^ ジンベルマン、ジェームズ・R.、ギャリー、ウィリアム・ブレント、ブリーチャー、ジェイコブ・エルビン、クラウン、デビッド・A. (2015)。「火星の火山活動」。ハラルドール・シグルズソン、ブルース・ホートン、スティーブ・マクナット、ヘイゼル・ライマー、ジョン・スティックス(編)『火山百科事典』(第2版)。アムステルダム:ジンベルマン。717~728ページ。ISBN 978-0-12-385938-9。
- シグルドソン、ハラルドル:火山百科事典。アカデミックプレス、546-548。ISBN 0-12-643140 -X。
注記
- ^ 1904年に「nuée ardente」という語を造ったのはフランスの地質学者アントワーヌ・ラクロワであるとされているが、
この用語は、1873年に、ラクロワの義父で元教授であったフランスの地質学者フェルディナン・アンドレ・フーケが、アゾレス諸島のサン・ジョルジェ島の火山の1580年と1808年の噴火を説明する際に使用しました。
- フェルディナンド・フーケ(1873年)。 「San Jorge et ses éruptions」[サン・ジョルジェとその噴火]。フランスとエトランジェの科学レビュー。シリーズ第2弾(フランス語)。2 (51): 1198–1201。
- p. より1199年: 「 Un des phénomènes les plus singuliers de cette grande éruption est laproduction de ce que les témoins contemporains ont appelé des nuées ardentes . 」 (この大噴火の最も奇妙な現象の 1 つは、当時の目撃者がnuées ardentesと呼んだものの生成です。 )
- p. より1200: 「 Les détonations cessent dans la journée du 17 , mais alors apparaissent des nuées ardents semblables à celles de l'éruption de 1580.」 (爆発は 17 日の日に止まりましたが、その後 [そこに] 燃える雲が現れました [ nuées熱烈な人々 ] 噴火のものと同様1580 年のこと。)
- シルベイラ、ジョアン・イナシオ・ダ(1883)。 「XXVIII. Anno de 1808. Erupção na ilha de S. Jorge [XXVIII. 1808 年。サン ジョルジェ島の噴火。]」。カントでは、エルネストはそうします(編)。 Archivo dos Açores [アゾレス諸島のアーカイブ] (ポルトガル語)。ポンタ・デルガダ、サンミゲル島、アゾレス諸島: Archivo dos Açores。 437–441ページ。ページ 439–440 より: 「Em desassete do dito mês de Maio … de repente se levantou um tufão de Fogo ou vulcão e introduzindo-se nas terras lavradias levantou todos aqueles Campos até abaixo às vinhas com todas as árvores e bardos, fazendo-se uma medonha e ardente nuvem e correndo até abaixo de igreja queimou trinta e tantas pessoas na igreja e nos Campos… " (5 月の 17 日に… 突然火山から火災の台風が発生し、[それは]農地に入り込み、すべての畑をブドウ畑まで、すべての木々とともに盛り上げました。生垣、恐ろしい燃える雲 [ ardente nuvem ] を形成して教会に流れ下り、教会内と野原で 30 人以上を焼いた…)
外部リンク
- 火砕流ビデオ
