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海底火山は、地球の表面にある海底の噴出口または亀裂で、そこからマグマが噴出します。多くの海底火山は、中央海嶺として知られるプレートテクトニクスの形成域の近くにあります。中央海嶺の火山だけで、地球上のマグマの噴出量の75%を占めると推定されています。[ 1 ]ほとんどの海底火山は海や大洋の深部にありますが、浅瀬にも存在するものがあり、これらは噴火時に大気中に物質を放出することがあります。海底火山の総数は100万以上と推定されており（ほとんどは現在活動を停止しています）、そのうち約7万5千が海底から1キロメートル（0.62マイル）以上隆起しています。[ 1 ]地球の海洋にある海底火山のうち、過去 11,700 年間に噴火したことが知られているのはわずか 119 個です。[ 2 ] [ 3 ]
熱水噴出孔は、生物活動が活発な場所であり、海底火山付近によく見られる。
海底火山の多くは海山であり、通常は水深1,000メートル（3,300フィート）～4,000メートル（13,000フィート）の海底から急激に隆起する休火山です。海洋学者は、海山を海底から少なくとも 1,000メートル（3,300フィート）の高さまで隆起する独立した地形と定義しています。これらの山頂はしばしば水面下数百メートルから数千メートルの深さにあり、そのため深海にあると考えられています。[ 4 ]世界中に推定30,000の海山が存在しますが、研究されているのはごくわずかです。 しかし、一部の海山は珍しいものでもあります。例えば、海山の頂上は通常、海面下数百メートルにあるが、カナダの太平洋にあるボウイ海山は、水深約3,000メートル（9,800フィート）から海面からわずか24メートル（79フィート）のところまでそびえ立っている。
水の存在は、火山噴火の特性を大きく変化させる可能性があり、海底火山の爆発は陸上火山の噴火とは大きく異なる。
例えば、水はマグマを地上の噴火よりもはるかに速く冷やして固め、しばしば火山ガラスに変えます。海底火山で形成される溶岩の形状や質感は、陸上で噴火する溶岩とは異なります。水に触れると、溶岩の周りに固い地殻が形成されます。前進する溶岩はこの地殻に流れ込み、枕状溶岩として知られるものを形成します。
水深約2,200メートル（7,200フィート）より深い場所では、圧力が水の臨界圧力（純水の場合22.06MPa、約218気圧）を超えるため、水は沸騰できなくなり、超臨界流体となる。沸騰音がないため、深海火山は水中聴音器を使って遠距離から探知するのが難しい場合がある。
臨界温度と臨界圧力は、通常海水中に存在する塩類溶液で上昇します。高温の玄武岩付近、および高温岩石の導管内を循環する水溶液の組成は、バルク水（つまり、高温表面から離れた海水）の組成とは異なると予想されます。ある推定では、臨界点は407 °C (765 °F)および 29.9 MPa であり、溶液の組成は、約 3.2% の NaCl に相当するとされています。[ 5 ]
海底噴火によって発生する音には2種類あります。1つは大きな溶岩気泡がゆっくりと放出されて破裂することによって発生する音、もう1つはガス気泡が急速に爆発することによって発生する音です。この方法を用いて2種類の音を区別することで、海洋生物や生態系への関連影響を測定するのに役立ちます。また、溶岩流の量と組成を推定し、モデルに組み込んで潜在的な影響を予測することも可能です。
科学者たちは、両方のタイプの噴火において音と光景を結びつけてきた。2009年、ビデオカメラと水中マイクがサモア近郊の太平洋の海面下1,200メートル（3,900フィート）に浮かび、西マタ火山がさまざまな形で噴火する様子を観察・聴取した。映像と音声を組み合わせることで、研究者たちはゆっくりとした溶岩の噴出音と、数百個のガス泡が発するさまざまな音を知ることができた。[ 7 ] [ 8 ]
科学者たちは、海底火山の位置や活動について、まだ多くのことを学ぶ必要がある。今世紀最初の20年間、NOAA（米国海洋大気庁）の海洋探査局は海底火山の探査に資金を提供しており、太平洋のマリアナ弧で行われた「環太平洋火山帯」探査ミッションは特に注目に値する。科学者たちは遠隔操作無人探査機（ROV）を用いて、海底噴火、溶融硫黄の池、黒煙突、さらにはこの深くて高温の環境に適応した海洋生物などを研究した。
ハワイ沖のROV KAIKOによる調査では、パホエホエ溶岩流は水中で発生し、海底地形の傾斜度と溶岩の供給速度によって、結果として生じる溶岩ローブの形状が決まるということが示唆されている。[ 9 ]
2019年8月、ニュースメディアはフィジーとトンガの間の南太平洋に浮かぶ大きな軽石のいかだを報じた。[ 10 ]その後の科学的調査により、軽石のいかだは近くの海底火山の噴火に由来することが明らかになり、その噴火は衛星画像で火山噴煙として直接観測された。[ 11 ]この発見は、機械学習を用いて、低周波地震や水中聴音器データなど、海底噴火の前兆をより正確に予測するのに役立つだろう。[ 11 ]
ギリシャのサントリーニ島は、エーゲ海の南部に位置しています。ギリシャ本土の南東約128海里、クレタ島の北約63海里に位置しています。クレタ島はギリシャの島々の中で最大です。サントリーニ島は、活発な南エーゲ火山弧に沿って位置しています。この弧は、アフリカプレートがエーゲ海マイクロプレートの下に沈み込むことによって形成されました。これにより、この地域で地震活動と火山活動の活発化が引き起こされます。[ 12 ]これらの事例の1つが、1月下旬にサントリーニ島で発生しました。サントリーニ島と近隣の島々では、28,000回を超える地震が連続して発生しました。[ 13 ]そのうちのいくつかはマグニチュード5.0を超えました。これらの危機は1か月間続きました。科学者たちは後に、3億立方メートルのマグマが海底4km下に貫入したことを発見しました。[ 13 ]これは、海底火山が噴火しなかったことを意味します。むしろ、科学者たちは島々とこれらの海底マグマ系との間に圧力が蓄積されることを発見した。これは全く新しい一連の疑問を提起する。噴火だけが懸念事項ではない。この圧力の蓄積は2万回以上の地震を引き起こし、地元住民の避難を余儀なくさせてきた。これらの出来事は、これらの海底火山が今はそれほど危険ではないかもしれないが、将来起こりうる活動に対する長期的な警告として機能することを示している。