海底火山

水底火山は、水中で発生するマグマの噴火または流れによって形成される火山です（陸上火山の噴火とは対照的です）。^[1]水底火山の噴火は陸上火山の噴火よりもはるかに多く、体積で世界の火山活動の85％を占めると推定されています。^[2]

これらは一般的に緩やかな傾斜の凝灰岩の円錐台の形をしていますが、カナダのブリティッシュコロンビア州東中央部のウェルズグレイ・クリアウォーター火山地帯にあるホワイトホースブラフのように、山に似たより垂直な外観を持つこともあります。^[3]

水底火山は、陸上で形成され噴火する陸上火山と比較することができます。火山噴火の主な違いは、圧力、水の熱容量または熱伝導率、蒸気の存在、および水のレオロジーの影響によるものです。水の熱伝導率は空気の約20倍であり、蒸気の熱伝導率は水の約50倍です。^[4] 水底火山の研究は大幅に変化しました。現代の研究では、新鮮で変更されていない観察が提供され、表面の特徴を確認して地図にすることができ、観察が可能な地域では水深がわかっています。古代の研究では、セクションの地層学的露出があり、作業が容易で、露出が多くて良く、リソースとの既存の関係があります。^[5]

地質学者の中には、 「水中火砕流堆積物」という用語を、水中に堆積した高温状態で定置された特徴を示す火山性岩石単位に限定する人もいます。しかし、活発な温泉やそれに伴う熱水変質に見られるようなその後の変質または続成作用のプロセスのため、常にそうであるとは限らないのです。火砕流からの堆積物が水と相互作用して水に支えられた土砂流に変化するものを、一部の地質学者は「水中火砕流堆積物」と呼んでいます。^{[6] [7]}

一方、噴火、輸送、堆積に関連するプロセスは、水と接触すると蒸発する能力、高密度とそれに伴う閉じ込め圧力、空気に比べて高い粘性、水に比べて空気の熱伝導率/比熱容量の違いなど、水の存在により著しく異なります。^[4]

水中火山に関するある程度の理解は、古代の堆積物に基づく火山活動の知識から推測することができます。水中火山堆積物は、日本の主要 4 島のうち最大の島である本州の南部で発生しています。記録されている 4 つの水中火山堆積物は、研究する上で重要な証拠を提供します。

水中火山堆積物は水中堆積物と関連しており、これらの堆積物は沿岸、沖合、深海の泥岩堆積物に及びます。残念ながら、堆積層の古水深の制約は乏しく、矛盾する解釈の対象となります。しかし、水深を少し制御することで、堆積深度を推測することは可能です。陸上堆積物と水中堆積物の火砕流の特性を決定する際には、水で流動化した火山砕屑流は、浮力のある大きな軽石ブロックが沈降して大きな軽石層を形成することを除き、すべての成分に関して正常に分級されると一般に考えられています。しかし、この現象は通常、陸上の イグニンブライト（軽石を多く含む火砕流）堆積物として見られます。このため、特性は流動化剤（高温ガスまたは水）の解釈の明確な証拠とは見なされず、他の基準と組み合わせてのみ使用できます。

特性を分類して、水中噴火または珪質火砕堆積物の定置を推測することができます。 大きな軽石ブロックは、気泡内に閉じ込められたガスのために、小さな軽石の破片に比べてより長い時間（数分から数時間）上昇し、非常に細かい灰の破片は、密度と重量が低いため、上昇するガスと温水の柱に巻き込まれる可能性があります。 したがって、水中の珪質火砕噴火は、水媒体中の物質の浮力に基づいて、粗粒分と非常に細かい灰分の割合が減少する可能性があります。 これらの特性は、水中噴火のスタイルと定置メカニズムを決定する上で重要になる場合があります。 粒子の形態や粒子サイズの存在量などのテクスチャの特性は、噴火スタイルや輸送/流動特性（乱流か層流か）を制御するプロセスに関する知識も提供します。

海底探査により、陸上よりも海底で火山噴火が多く発生していることがわかっています。しかし、深海噴火は直接観察・研究されていないため、水中での珪長質火山噴火に対する周囲の水と静水圧の影響は完全には解明されていません。このため、最近の深海火山噴火に関する情報は未だに不完全で限られています。

日本の水中火山に関する研究の結論では、粒子の形態、分類、等級付けなどの推論証拠を使用して古代の水中火山堆積物を識別し、文書化することはできるものの、これらの堆積物の調査から噴火や火砕流の堆積の明確な証拠が引き続き得られることが決定されました。カリフォルニア大学サンタバーバラ校は、水中火山噴火のスタイルや火山堆積物の流動特性に関するさらなる情報を提供できる可能性のあるさらなる研究を継続します。^[8]