成層火山

成層火山は複合火山とも呼ばれ、固まった溶岩と火山灰の多くの層 (地層) によって形成された円錐形の 火山です。^[1]楯状火山とは異なり、成層火山は山頂火口のある急峻な輪郭と、爆発的噴火と噴出的噴火の周期的な間隔が特徴ですが、カルデラと呼ばれる山頂火口が崩壊しているものもあります。成層火山から流れる溶岩は、粘性が高いため、通常は遠くまで広がる前に冷えて固まります。この溶岩を形成するマグマは、多くの場合、珪長質で、シリカの含有量が高い～中程度(流紋岩、デイサイト、安山岩など) で、粘性の低い苦鉄質マグマが少量含まれています。 [ ^2]広範囲にわたる珪長質溶岩流はまれですが、15 km (9 mi) も移動したことがあります。^[3]

成層火山は、噴出した物質が次々に噴出してできた複合的な成層構造のため、複合火山と呼ばれることもある。あまり一般的ではない盾状火山とは対照的に、成層火山は最も一般的なタイプの火山である。^[4]壊滅的な噴火で有名な成層火山の2つの例として、 1883年に噴火したインドネシアのクラカタウ火山と、1979年に噴火したイタリアのベスビオ火山が挙げられる。どちらの噴火でも数千人の命が失われた。現代では、米国ワシントン州のセントヘレンズ山（1980年3月27日）とフィリピンのピナツボ山（1991年6月15日）が壊滅的な噴火を起こしたが、死者は少ない。

太陽系の他の天体における成層火山の存在は決定的に証明されていない。^[5]唯一の例外は、火星にゼフィリア・トゥルスのような孤立した山塊が存在することである。^[6]

成層火山は沈み込み帯によく見られ、海洋地殻が大陸地殻（大陸弧火山活動、例：カスケード山脈、アンデス山脈、カンパニア）または別の海洋プレート（島弧火山活動、例：日本、フィリピン諸島、アリューシャン列島）の下に引き込まれるプレート構造の境界に沿って鎖状または塊状に形成されます。成層火山を形成するマグマは、上部海洋地殻の含水鉱物と多孔質玄武岩の両方に閉じ込められた水が、沈み込む海洋スラブの上にあるアセノスフェアのマントル岩に放出されると上昇します。[ 7 ]^含水鉱物からの水の放出は「脱水」と呼ばれ、プレートがさらに深く沈み込むにつれて、各鉱物に固有の圧力と温度で発生します。^[8]岩石から解放された水は、上にあるマントル岩石の融点を下げ、その後、マントル岩石は部分的に溶融し、上昇し（周囲のマントル岩石に比べて密度が軽いため）、一時的にリソスフェアの底に溜まります。その後、マグマは地殻を上昇し、シリカを豊富に含む地殻岩石を取り込み、最終的な中間組成になります。マグマが最上層に近づくと、成層火山の下の地殻内のマグマ溜まりに溜まります。 ^[7]

最終的な噴火を引き起こすプロセスについては、さらなる研究が待たれる。考えられるメカニズムとしては、以下のものがある: ^{[9] [10]}

• マグマ分化とは、最も軽くシリカを多く含むマグマと、水、ハロゲン、二酸化硫黄などの揮発性物質がマグマ溜まりの最上部に蓄積する現象です。これにより圧力が劇的に上昇する可能性があります。^[11]
• マグマの部分結晶化。長石などの無水鉱物がマグマから結晶化すると、残った液体に揮発性物質が濃縮され、2回目の沸騰を引き起こし、気相（二酸化炭素または水）が液体マグマから分離してマグマ溜まりの圧力が上昇する可能性がある。^[12]
• 新鮮なマグマをマグマ溜まりに注入すると、すでに存在する冷たいマグマが混合され、加熱されます。これにより、揮発性物質が溶液から押し出され、冷たいマグマの密度が低下し、どちらも圧力を上昇させます。多くの噴火の直前にマグマが混合したことを示すかなりの証拠があり、その中には、反応縁を示さない、新しく噴出した珪質溶岩中のマグネシウムに富むオリビン結晶が含まれます。オリビンは珪質マグマと急速に反応して輝石の縁を形成するため、これは混合直後に溶岩が噴出した場合にのみ可能です。^[13]
• 周囲の岩石の進行的な溶融。^[14]

これらの内部トリガーは、セクター崩壊、地震、地下水との相互作用などの外部トリガーによって変更される可能性があります。これらのトリガーのいくつかは、限られた条件下でのみ機能します。たとえば、セクター崩壊（大規模な地滑りで火山の側面の一部が崩壊する）は、非常に浅いマグマ溜まりの噴火のみを誘発します。マグマの分化と熱膨張も、深いマグマ溜まりからの噴火のトリガーとしては無効です。^[14]

有史以来、沈み込み帯（収束境界）火山の爆発的噴火は文明にとって最大の危険をもたらしてきた。^{[15]セント}ヘレンズ山、エトナ山、ピナツボ山などの沈み込み帯の成層火山は、マグマの粘性が高すぎて火山ガスが容易に逃げることができないため、通常、爆発的な勢いで噴火する。その結果、閉じ込められた火山ガスの膨大な内部圧力が残り、粘性のあるマグマの中で混ざり合う。火口が破れ、火口が開くと、マグマは爆発的に脱ガスする。マグマとガスは高速かつ全力で噴出する。^[15]

1600年以降、火山の噴火により約30万人が死亡しています。^{[15]死者のほとんどは}火砕流とラハールによるもので、沈み込み帯の成層火山の爆発的噴火に伴って起こることが多い致命的な災害です。火砕流は、熱い火山の残骸、細かい灰、砕けた溶岩、過熱されたガスが混ざり合ったもので、時速160km（100mph）以上の速度で流れる、雪崩のような速い流れで、地面をなぎ倒し、白熱しています。1902年にカリブ海のマルティニーク島にあるペレ山が噴火した際には、約3万人が火砕流で亡くなりました。 ^[15] 1982年3月から4月にかけて、メキシコ南東部チアパス州のエルチチョン火山で3回の爆発的な噴火が発生し、同国史上最悪の火山災害を引き起こした。火山から8km以内の村々が火砕流によって破壊され、2,000人以上が死亡した。^[15]

1991年に噴火した2つの10年火山は、成層火山の災害の例である。6月15日、ピナツボ山は灰雲を40km上空まで噴き上げ、巨大な火砕サージと泥流洪水を引き起こし、火山周辺の広い範囲を壊滅させた。マニラから西北西にわずか90kmのルソン島中部に位置するピナツボ火山は、20世紀最大級の噴火の一つに数えられる1991年の噴火の前は6世紀にわたって活動を停止していた。^[15]また1991年には、長崎から東に約40kmの九州に位置する日本の雲仙火山が200年の眠りから目覚め、山頂に新たな溶岩ドームを形成した。 6月から噴火ドームの度重なる崩壊により、火山灰が山の斜面を時速200キロメートル（120マイル）もの速度で流れ落ちた。雲仙岳は日本にある75以上の活火山の一つで、1792年の噴火では1万5千人以上が死亡し、日本史上最悪の火山災害となった。^[15]

79 年のヴェスヴィオ山の噴火により、近くのポンペイとヘルクラネウムの古代都市は厚い火砕サージと溶岩流の堆積物で完全に水没しました。死者数は 13,000 人から 26,000 人と推定されていますが、正確な数はまだ不明です。ヴェスヴィオ山は、強力な爆発的噴火を起こす能力と、周囲のナポリ大都市圏の人口密度の高さ(合計約 360 万人)により、世界で最も危険な火山の 1 つとして認識されています。 ^{[引用が必要]}

爆発的な噴火による火山雲は、気候に影響を及ぼす可能性があるだけでなく、航空にも重大な危険をもたらします。^[15]たとえば、1982年にジャワ島ガルングンが噴火した際、ブリティッシュ・エアウェイズ9便が火山灰雲に突入し、一時的なエンジン故障と構造的損傷を被りました。過去20年間で、60機以上の飛行機（ほとんどが民間航空機）が飛行中の火山灰との遭遇により損傷を受けています。これらの遭遇のいくつかは、すべてのエンジンの出力喪失につながり、緊急着陸を余儀なくされました。1999年現在、ジェット機が火山灰に突入したことによる墜落事故は発生していません。^[15]降灰は吸入すると健康を害し、また、十分に積もると火山灰は財産への脅威となります。熱い火山灰の濃い雲は、噴火柱の崩壊によって噴出したり、爆発的な噴火の際に火山体や溶岩ドームが部分的に崩壊して横方向に噴出したりすることがある。これらの雲は、壊滅的な火砕流や火砕サージを引き起こす可能性がある。^{[要出典][アップデート]}

成層火山からの溶岩流は、通常、人間や動物にとって大きな脅威ではありません。非常に粘性の高い溶岩はゆっくりと流れるため、誰もが流れの経路から逃げることができます。溶岩流はむしろ財産に対する脅威です。ただし、すべての成層火山が粘性が高く粘着性のある溶岩を噴出するわけではありません。中央アフリカのキブ湖近くにあるニーラゴンゴは、マグマのシリカ含有量が異常に低く、非常に流動性が高いため、非常に危険です。流動性の溶岩は、ハワイのような広い盾状火山の形成に通常関連付けられますが、ニーラゴンゴは斜面が非常に急峻で、溶岩が最高時速 100 km (60 mph) で流れることがあります。溶岩流は、火山の火口と上部の斜面に蓄積した氷と氷河を溶かし、大規模なラハール流を発生させる可能性があります。稀に、一般的に流動性の溶岩が巨大な溶岩噴出を発生させることもありますが、粘度の高い溶岩が火口内で固まり、火山栓を形成して非常に爆発的な噴火を引き起こすこともあります。^[要出典]

火山弾は、成層火山の最高潮の噴火期に爆発的に噴出する、本の大きさから小型車の大きさまでの範囲の噴出火成岩です。これらの「爆弾」は火山から 20 km (12 マイル) 以上も飛来し、空中を非常に高速 (時速数百 km/マイル) で飛びながら建物や生物に危険をもたらします。ほとんどの爆弾は衝突時にそれ自体が爆発することはありませんが、爆発した場合と同等の破壊的な効果をもたらすのに十分な威力を持っています。^[要出典]

ラハール（火山泥流を意味するジャワ語に由来）は、火山の残骸と水が混ざったものである。ラハールは通常、降雨、または溶岩などの熱い火山元素による雪や氷の融解の2つの原因から発生する。水と火山物質の割合と温度に応じて、ラハールは、湿ったコンクリートのような粘り気のあるドロドロの流れから、流れの速いスープのような洪水までさまざまである。^[15]ラハールが成層火山の急斜面を流れ落ちると、その進路にあるものをすべてなぎ倒したり溺れさせたりするほどの強さと速度がある。1985年にコロンビアのネバド・デル・ルイス山が噴火した際に噴出した熱い灰雲、溶岩流、火砕サージは、標高5,321メートル（17,457フィート）のアンデス山脈の火山頂の雪と氷を溶かした。続いて発生した泥流によりアルメロ市とその近郊の集落が浸水し、25,000人が死亡した。^[15]

上記の例のとおり、雲仙岳の噴火は歴史上、死者を出し、地域的に相当な被害をもたらしましたが、1991 年 6 月のピナツボ山の噴火の影響は地球規模でした。世界中で例年よりわずかに低い気温が記録され、輝かしい日没と強烈な日の出は微粒子によるものと考えられています。この噴火により微粒子が成層圏高くまで巻き上げられました。二酸化硫黄(SO2 ₎、二酸化炭素(CO2 ₎ 、その他のガスから形成されたエアロゾルは世界中に拡散しました。この雲内の SO2_質量(約 2,200 万トン) が水 (火山起源と大気起源の両方) と結合して硫酸の液滴を形成し、太陽光の一部が対流圏と地表に届くのを遮りました。一部の地域では気温が 0.5 °C (0.9 °F) も低下したと考えられています。^[15]ピナツボ火山のような規模の噴火は、数年間にわたって天候に影響を及ぼす傾向がある。成層圏に噴出した物質は徐々に対流圏に落ち、雨や雲の降水によって洗い流される。^[要出典]

1815年4月、インドネシアのスンバワ島にあるタンボラ山が大噴火し、同様の現象が起こったが、これははるかに強力だった。タンボラ山の噴火は、歴史上最も強力な噴火として知られている。その噴火雲は、地球の気温を3.5℃（6.3℉）も下げた。^[15]噴火の翌年、北半球のほとんどの地域で夏に急激に気温が下がった。ヨーロッパ、アジア、アフリカ、北アメリカの一部では、1816年は「夏のない年」として知られ、かなりの農業危機と短期間だが厳しい飢饉を引き起こし、影響を受けた大陸の多くで一連の苦難を引き起こした。^[要出典]

• 噴石丘 – 火口の周りの火砕流の破片の急峻な丘
• 山の形成 – 山の形成の基礎となる地質学的プロセス
• 造山運動 – 山脈の形成
• 火砕岩盾状火山 – 主に火砕流と高爆発性の噴火によって形成された盾状火山