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火山とは、惑星質量を持つ天体の地殻にある噴出口または亀裂であり、地表下のマグマ溜まりから熱い溶岩、火山灰、ガスが噴出する場所である。 [ 1 ]地球上では、火山はプレートが発散または収束している場所に最も多く見られ、地球のプレート境界のほとんどは海面下にあるため、火山のほとんどは海底にある。例えば、大西洋中央海嶺のような中央海嶺には発散するプレートによって形成された火山があり、環太平洋火山帯には収束するプレートによって形成された火山がある。発散するプレート活動によって形成された火山は通常爆発的ではないが、収束するプレート活動によって形成された火山は激しい噴火を引き起こす。[ 2 ] [ 3 ]火山は、東アフリカ地溝帯、ウェルズ・グレイ・クリアウォーター火山地帯、北米のリオ・グランデ地溝帯のように、地殻プレートが伸びて薄くなる場所でも形成されることがあります。プレート境界から離れた火山活動は、地球内部3,000キロメートル（1,900マイル）の深さにある核とマントルの境界から上昇するダイアピル、マントルプルームによって引き起こされる可能性が最も高いです。これにより、ホットスポット火山活動またはプレート内火山活動が発生し、プルームが地殻を薄くし、プレートの継続的な動きによって火山島列を形成する可能性があります。ハワイのホットスポットはその一例です。[ 4 ]火山は通常、2つのプレートが互いにすれ違うトランスフォーム断層境界では形成されません。
火山は、噴火または火山活動の頻度に基づいて、活火山、休火山、または死火山と呼ばれます。 [ 5 ]活火山は火山活動の歴史があり、再び噴火する可能性が高い一方、死火山はマグマ源がないため、まったく噴火できません。「休火山」は長い間噴火しておらず、一般的には完新世の始まりである約12,000年前からとされていますが、再び噴火する可能性があります。ただし、休火山は技術的には地震学的に「活動的」であると考えられています。[ 5 ]これらの分類は完全に均一ではなく、特定の例では重複する場合があります。[ 2 ] [ 6 ] [ 7 ]大規模な噴火は、灰と硫酸の液滴が太陽を遮り、地球の対流圏を冷却するため、大気温度に影響を与える可能性があります。歴史的に、大規模な火山噴火の後には火山冬が続き、壊滅的な飢饉を引き起こしてきた。[ 8 ]
地球以外の惑星にも火山があります。例えば、金星には非常に多くの火山があります。[ 9 ]火星にも大きな火山があります。[ 10 ] 2009年に発表された論文では、低温火山活動などのプロセスを含む「火山」という言葉の新しい定義が提案されました。この論文では、火山を「惑星または衛星の表面にある開口部で、その天体について定義されたマグマ、および/またはマグマ性ガスが噴出するもの」と定義することを提案しています。[ 11 ]
volcano (英国: / v ɒ l ˈ k eɪ n ə ʊ / ;米国: / v ɑː l ˈ k eɪ n oʊ / )という単語は、17 世紀初頭に由来し、イタリアのエオリ諸島にある火山島Vulcanoというイタリア語名から派生したもので、さらにそれはローマ神話の火の神であるウルカヌスを指すラテン語のVolcānusまたはVulcānusに由来する。[ 12 ] [ 13 ]
火山活動に関わる一連のプロセスと現象は火山活動（volcanism ）と呼ばれます（19世紀初頭：volcano + -ismから）。火山活動と火山の研究は火山学（volcanology）（19世紀半ば：volcano + -logyから）と呼ばれ、vulcanologyと綴られることもあります。[ 12 ]
プレートテクトニクス理論によれば、地球の岩石圏、つまりその硬い外殻は、16 個の大きなプレートといくつかの小さなプレートに分かれています。これらのプレートは、下にある延性のあるマントルの対流によってゆっくりとした速度で継続的に移動しており、地球上の火山活動のほとんどは、プレートが収束（岩石圏が破壊される）または発散（新しい岩石圏が生成される）しているプレート境界に沿って発生しています。[ 14 ]
地質学理論の発展の過程で、火山を時間、場所、構造、組成に基づいて分類できるいくつかの概念が発展し、最終的にはプレートテクトニクス理論で説明される必要が生じました。例えば、火山の中には、その歴史の中で複数の活動期を持つ多成火山もあれば、一度噴火した後に活動を停止する単成火山（「一生涯」を意味する）もあり、そのような火山はしばしば地理的な地域に集まっています。[ 15 ]
中央海嶺では、高温のマントル岩が薄くなった海洋地殻の下を上昇するにつれて、2 つのプレートが互いに離れていきます。上昇するマントル岩の圧力の低下は断熱膨張と岩石の部分的な溶融を引き起こし、火山活動を引き起こして新しい海洋地殻を形成します。ほとんどの発散型プレート境界は海底にあるため、地球上の火山活動のほとんどは海底で行われ、新しい海底を形成します。ブラックスモーカー（深海噴出孔とも呼ばれる）はこの種の火山活動の証拠です。中央海嶺が海面上にある場所では、アイスランドのような火山島が形成されます。[ 16 ] [ 3 ]
沈み込み帯は、通常は海洋プレートと大陸プレートの 2 つのプレートが衝突する場所です。海洋プレートは沈み込み (大陸プレートの下に潜り込む)、沖合に深い海溝を形成します。フラックス融解と呼ばれるプロセスでは、沈み込むプレートから放出された水が、上にあるマントルウェッジの融解温度を下げ、マグマを生成します。このマグマはシリカ含有量が高いため非常に粘性が高く、多くの場合地表に到達せず、深部で冷えて固まります。しかし、地表に到達すると火山が形成されます。そのため、沈み込み帯は火山弧と呼ばれる火山の列に囲まれています。典型的な例としては、環太平洋火山帯の火山、カスケード火山、日本列島、インドネシアの東部諸島などがあります。[ 17 ] [ 2 ]
ホットスポットは、マントルプルームによって形成されたと考えられている火山地帯であり、マントルプルームは核とマントルの境界から上昇する高温物質の柱であると仮説が立てられています。中央海嶺と同様に、上昇するマントル岩石は減圧融解を起こし、大量のマグマを生成します。地殻プレートはマントルプルームの上を移動するため、各火山はプルームから離れるにつれて活動を停止し、プレートがプルームの上を進む場所に新しい火山が形成されます。ハワイ諸島は、スネークリバー平原と同様に、このような方法で形成されたと考えられており、イエローストーンカルデラは現在イエローストーンホットスポットの上にある北米プレートの一部です。[ 18 ] [ 4 ]しかし、マントルプルーム仮説には疑問が呈されています。[ 19 ]
大陸内部で高温のマントル岩石が持続的に上昇すると、地溝帯の形成につながることがあります。地溝帯の形成の初期段階は洪水玄武岩によって特徴づけられ、地殻プレートが完全に分裂する段階まで進行することがあります。[ 20 ] [ 21 ]その後、分裂したプレートの2つの半分の間に発散型プレート境界が形成されます。しかし、地溝帯の形成は大陸リソスフェアを完全に分裂させることに失敗することが多く（例えば、アウラコゲンなど） 、失敗した地溝帯は、珍しいアルカリ溶岩や炭酸塩岩を噴出する火山によって特徴づけられます。例としては、東アフリカ地溝帯の火山が挙げられます。[ 22 ]
火山には、溶融マグマの貯蔵庫（マグマ溜まりなど）、マグマが地殻を上昇するための通路、そしてマグマが溶岩として地表に噴出するための噴火口が必要です。噴火口の周囲に堆積する噴出物（溶岩と火山灰）は、火山灰として知られています。火山体、典型的には火山円錐丘または山。 [ 2 ] [ 23 ]
火山といえば、円錐形の山頂の火口から溶岩や有毒ガスを噴出しているイメージが一般的ですが、これは数ある火山のタイプのうちのほんの一例にすぎません。火山の特徴は多種多様です。火山の構造や活動は、いくつかの要因によって左右されます。山頂に火口があるのではなく、溶岩ドームによって形成された険しい山頂を持つ火山もあれば、広大な高原のような地形を持つ火山もあります。火山物質（溶岩や火山灰など）やガス（主に水蒸気やマグマ性ガス）を噴出する噴気孔は、地形上のどこにでも発生する可能性があり、ハワイのキラウエア火山の斜面にあるプウオオ火山のような小さな円錐丘を形成することもあります。火山の火口は必ずしも山や丘の頂上にあるとは限らず、ニュージーランドのタウポ湖のように湖になっている場合もあります。火山の中には、起伏の少ない地形の特徴を持つものもあり、地質学的プロセスによって認識されにくく、隠されてしまう可能性がある。[ 2 ] [ 24 ] [ 25 ]
その他の火山の種類としては、既知のマグマ活動とは関連付けられていないことが多い泥火山や、特に木星、土星、海王星の衛星に存在する氷火山（または氷火山）などがあります。活発な泥火山は、火成火山の噴火口である場合を除き、火成火山よりもはるかに低い温度で活動する傾向があります。
火山割れ目噴火口は一般的に発散型プレート境界に見られ、玄武岩質溶岩が噴出する平坦な直線状の亀裂です。これらの火山は爆発的ではなく、玄武岩質溶岩は粘度が低く、ゆっくりと固まるため、緩やかな傾斜の玄武岩質溶岩台地が形成されます。これらはしばしば楯状火山と関連しているか、または楯状火山を構成しています[ 2 ] [ 26 ] 。
シールド火山は、その幅広く盾のような形状からその名が付けられ、低粘性の玄武岩質または安山岩質の溶岩が噴火口から遠くまで流れ出すことによって形成されます。一般的に、シールド火山は壊滅的な爆発を起こすことはなく、比較的穏やかな噴出噴火が特徴です。[ 2 ]低粘性のマグマは通常シリカが少ないため、シールド火山は大陸よりも海洋環境でより一般的です。ハワイの火山列はシールドコーンの連なりであり、アイスランドでもよく見られます。[ 26 ]火星の休火山であるオリンポス山は、太陽系で知られている最大の火山です。[ 27 ]
溶岩ドーム（ドーム火山とも呼ばれる）は、流紋岩などの粘性の高い溶岩がゆっくりと噴出することによって形成された、急峻な凸面を持つ。 [ 2 ]セントヘレンズ山のように、以前の火山噴火の火口内に形成されることもあるが、ラッセン・ピークのように独立して形成されることもある。成層火山と同様に、激しい爆発的な噴火を起こすことがあるが、溶岩は一般的に噴火口から遠く離れることはない。
クリプトドームは、粘性の高い溶岩が上方に押し上げられ、地表が膨らむことで形成される。1980年のセントヘレンズ山の噴火はその一例である。山の地下の溶岩が上方に膨らみ、その後、山の北側斜面が崩落した。
スコリア丘は、主にスコリアと火砕岩の小さな破片（どちらもスコリアに似ているため、この火山タイプの名前が付けられました）の噴火によって形成され、噴火口の周りに堆積します。これらの噴火は比較的短期間で、おそらく高さ30～400メートル（100～1,300フィート）の円錐形の丘を形成します。ほとんどのスコリア丘は一度しか噴火せず、マグマが水と接触したときに形成されるマール爆発クレーターやタフリングなどの他の地形を含む単成火山地帯で見られるものもあります。 [ 28 ]スコリア丘は、より大きな火山の側火口として形成される場合もあれば、単独で発生する場合もあります。メキシコのパリクティンとアリゾナのサンセットクレーターは、スコリア丘の例です。ニューメキシコのカハデルリオは、 60を超えるスコリア丘の火山地帯です。
衛星画像に基づくと、火星や月の表面など、太陽系の他の地球型天体にもスコリア丘が存在する可能性があると示唆されている。[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
成層火山は、溶岩流と火山灰が交互に積み重なった円錐形の高い山で、その名前の由来は地層にあります。また、様々な種類の噴火で複数の構造から形成されるため、複合火山とも呼ばれます。マグマを地表に運ぶ主導管は、複数の二次導管や、時折ラコリスや岩床に分岐し、分岐した導管は主円錐の側面に寄生円錐を形成することがあります。 [ 2 ]代表的な例としては、日本の富士山、フィリピンのマヨン火山、イタリアのベスビオ山とストロンボリ山などがあります。
成層火山の爆発的噴火によって生成される火山灰は、歴史的に見て文明にとって最大の火山災害であった。成層火山の溶岩は、楯状火山の溶岩よりもシリカ含有量が高く、そのため粘性がはるかに高い。シリカ含有量の高い溶岩は、溶解ガスも多く含まれる傾向がある。この組み合わせは致命的で、大量の火山灰を生成する爆発的噴火や、 1902年にマルティニークのサンピエール市を破壊したような火砕流を引き起こす。また、成層火山は楯状火山よりも傾斜が急で、傾斜は一般的に5～10°であるのに対し、30～35°であり、その緩いテフラは危険なラハールの材料となる。[ 33 ]大きなテフラの塊は火山弾と呼ばれる。大きな火山弾は、直径が1.2メートル（4フィート）を超え、重さが数トンになることがある。[ 34 ]
スーパーボルケーノとは、1回の爆発的な噴火で1,000立方キロメートル（240立方マイル）を超える火山堆積物を生成した噴火を1回以上経験した火山と定義される。 [ 35 ]このような噴火は、ガスを豊富に含む珪長質マグマで満たされた非常に大きなマグマ溜まりが、壊滅的なカルデラ形成噴火で空になったときに発生する。このような噴火によって堆積した灰流凝灰岩は、洪水玄武岩に匹敵する体積を持つ唯一の火山生成物である。[ 36 ]
超巨大火山噴火は最も危険な噴火形態であるものの、非常に稀である。過去100万年で確認されているのは4件のみであり、数百万年にわたる地質記録では、VEI 8級の噴火が約60件確認されている。超巨大火山は大陸規模の破壊をもたらす可能性があり、噴火後に大気中に放出される膨大な量の硫黄と火山灰によって、噴火後長年にわたって地球の気温を著しく低下させる。
超巨大火山は、その広大な面積と、植生や氷河堆積物による隠蔽のため、綿密な地質調査を行わない限り、地質記録上で特定することが困難である。 [ 37 ]既知の例としては、イエローストーン国立公園のイエローストーン・カルデラとニューメキシコ州のバレス・カルデラ（いずれも米国西部）、ニュージーランドのタウポ湖、インドネシアのスマトラ島のトバ湖、タンザニアのンゴロンゴロ・クレーターなどがある。
巨大火山と呼ばれるほど大きくはないものの、規模が大きい火山も、同様にカルデラ（陥没した火口）を形成することがある。カルデラ内部には、活動中の円錐丘や休眠中の円錐丘、あるいは湖が存在する場合もあり、そのような湖は火山性湖、または単に火山湖と呼ばれる。[ 38 ] [ 2 ]
海底火山は海底によく見られる特徴です。完新世の火山活動はわずか119の海底火山でしか記録されていませんが、海底には地質学的に若い海底火山が100万以上ある可能性があります。[ 39 ] [ 40 ]浅い水域では、活火山は蒸気や岩石の破片を海面のはるか上空に噴出することでその存在を明らかにします。深海の海盆では、水の膨大な重さによって蒸気やガスの爆発的な放出が妨げられますが、海底噴火は水中聴音器や火山ガスによる水の変色によって検出できます。枕状溶岩は海底火山の一般的な噴出物であり、水中で形成される不連続な枕状の塊の厚い層が特徴です。海底火山の噴火は、たとえ大規模なものであっても、急速な冷却効果と水中での浮力増加（空気中と比較して）により、海面を乱さない場合がある。そのため、火山噴出孔は海底に急峻な柱状の地形を形成することが多い。こうした火山の近くには熱水噴出孔がよく見られ、中には溶存鉱物を栄養源とする化学合成生物による独特な生態系を育むものもある。海底火山によって形成された地形は、時が経つにつれて巨大化し、新たな島や浮遊する軽石の塊として海面に現れることもある。
2018 年 5 月と 6 月には、世界中の地震監視機関によって多数の地震信号が検出されました。それらは異常なハミング音の形をしており、同年 11 月に検出された信号の中には、最大 20 分続くものもありました。2019 年 5 月に行われた海洋調査キャンペーンにより、これまで謎だったハミング音は、マヨット沖の海底火山の形成によって引き起こされたことが明らかになりました。[ 41 ]
氷床下の火山は氷冠の下に形成されます。これらは広範囲にわたる枕状溶岩とパラゴナイトを覆う溶岩台地で構成されています。これらの火山はテーブルマウンテン、トゥヤ[ 42 ]、または（アイスランドでは）モーベルグ[ 43 ]とも呼ばれます。この種の火山の非常に良い例は、アイスランドとブリティッシュコロンビア州で見ることができます。この用語の起源は、ブリティッシュコロンビア州北部のトゥヤ川とトゥヤ山脈の地域にあるいくつかのトゥヤの1つであるトゥヤ・ビュートに由来します。トゥヤ・ビュートは、分析された最初のこのような地形であり、そのためこの種の火山形成の地質学文献にその名前が入りました[ 44 ] 。トゥヤ湖の北、ジェニングス川の南、ユーコン準州との境界近くにあるこの珍しい景観を保護するために、最近トゥヤ山脈州立公園が設立されました。
間欠泉、噴気孔、泥沼、泥火山、温泉、酸性温泉などの熱水現象は、水だけでなく地熱活動やマグマ活動も伴います。このような現象は火山周辺でよく見られ、火山活動の兆候となることが多いです。[ 2 ] [ 45 ]
泥火山または泥ドームは、液体とガス、特に泥（泥流）、水、ガスの噴火によって形成される円錐形の構造物ですが、いくつかの活動が寄与している可能性があります。最大の泥火山は直径10キロメートル（6.2マイル）で、高さは700メートル（2,300フィート）に達します。[ 46 ] [ 47 ]インドネシアの海岸沖、バラタン島、バローチスタン、中央アジアで泥火山を見ることができます。
噴気孔は、過熱した地下水の存在により高温の蒸気や火山ガスが噴出する地表の噴出口であり、火山活動を示す可能性がある。硫黄ガスを噴出する噴気孔は、しばしば硫黄噴気孔とも呼ばれる。[ 48 ] [ 2 ]
間欠泉は、時折噴出して熱水と蒸気を放出する泉です。間欠泉は、進行中のマグマ活動を示している可能性があります。地下の水は熱い岩石によって加熱され、蒸気圧が蓄積されてから熱水の噴流とともに放出されます。活動中の間欠泉のほぼ半分は、アメリカ合衆国のイエローストーン国立公園に存在します。[ 2 ] [ 49 ]
火山噴火で噴出される物質は、以下の3種類に分類できる。
火山ガスの濃度は、火山ごとに大きく異なる場合がある。一般的に、水蒸気が最も多く、次いで二酸化炭素[ 53 ]と二酸化硫黄が多い。その他の主要な火山ガスには、硫化水素、塩化水素、フッ化水素などがある。火山噴出物には、水素、一酸化炭素、ハロカーボン、有機化合物、揮発性金属塩化物など、多数の微量ガスも含まれている。
火山の噴火の形態や様式は、噴出する溶岩の組成によって大きく左右されます。マグマの最も重要な特性は、粘度（溶岩の流動性）と溶存ガスの量であり、これらはどちらもマグマ中のシリカの量によって大きく決まります。シリカを多く含むマグマは、シリカの少ないマグマよりもはるかに粘度が高く、また、溶存ガスも多く含まれる傾向があります。
溶岩は大きく4つの異なる組成に分類できます。[ 54 ]
苦鉄質溶岩流には、ʻ A ʻ a (発音は[ ˈʔaʔa ] ) とpāhoehoe ( [ paːˈho.eˈho.e ] ) という 2 種類の表面テクスチャがあり、どちらもハワイ語です。ʻ A ʻ aは粗く、クリンカー状の表面が特徴で、低温の玄武岩溶岩流の典型的なテクスチャです。pāhoehoe は滑らかで、しばしばロープ状またはしわ状の表面が特徴で、一般的に流動性の高い溶岩流から形成されます。pāhoehoe 流は、噴火口から離れるにつれてʻ a ʻ a 流に変化することがありますが、その逆はありません。 [ 68 ]
珪長質の溶岩流はブロック溶岩の形をとり、溶岩流は角張った、気泡の少ないブロックで覆われている。流紋岩質の溶岩流は、通常、黒曜石が大部分を占めている。[ 69 ]
火山灰は、火山内部のマグマが高温の火山ガスの急速な膨張によって吹き飛ばされるときに生成されます。マグマは、地表に流れ出る際に 圧力が低下すると、溶け込んでいるガスが溶存状態から分離するため、一般的に爆発します。これらの激しい爆発によって、火山から飛散する可能性のある物質の粒子が生成されます。直径2 mm 未満の固体粒子(砂粒サイズ以下) は火山灰と呼ばれます。[ 51 ] [ 52 ]
火山灰やその他の火山砕屑物（砕けた火山物質）は、多くの火山の体積において溶岩流よりも大きな割合を占めています。火山砕屑物は、地質記録における全堆積物の3分の1にも達する可能性があると考えられています。大量の火山灰の生成は、爆発的火山活動の特徴です。[ 70 ]
自然のプロセス、主に侵食によって、火山のマントルを構成する固まった噴出物の大部分が剥ぎ取られ、内部構造が明らかになることがあります。生物の解剖学の比喩を用いると、このようなプロセスは「解剖」と呼ばれます。[ 71 ]火山が死滅すると、噴火口に栓が形成され、時間の経過とともに侵食によって火山円錐がゆっくりと侵食され、耐性のある溶岩栓がそのまま残ります。[ 2 ]南極ロス島のバード山の地形であるシンダーヒルは、解剖された火山の顕著な例です。地質学的時間スケールで最近活動していた火山、例えば日本の九州南部の開門山などは、解剖されていない傾向があります。ワイオミング州のデビルズタワーは、露出した火山栓の有名な例です。
2022年12月現在 スミソニアン協会のグローバル火山活動プログラムの完新世（過去11,700年間）の火山噴火データベースには、859の火山からの9,901の確認された噴火がリストされています。このデータベースには、同じ期間の1,113の不確かな噴火と168の否定された噴火もリストされています。[ 72 ] [ 73 ]
噴火様式は、大きくマグマ噴火、水蒸気マグマ噴火（水蒸気火山噴火）、水蒸気噴火に分けられます。[ 74 ]爆発的火山活動の強度は、火山爆発指数（VEI）で表され、ハワイ型噴火の場合は0、超巨大火山噴火の場合は8となります。[ 75 ] [ 76 ]
火山の活動レベルは大きく異なり、個々の火山系では噴火の頻度が年に数回から数万年に一度まで様々である。[ 77 ]火山は非公式には噴火中、活動中、休眠中、または死火山と表現されるが、これらの用語の定義は火山学者間で完全に統一されているわけではない。ほとんどの火山の活動レベルは段階的なスペクトル上にあり、カテゴリー間には多くの重複があり、これら3つの別々のカテゴリーの1つだけにきれいに収まることは必ずしもない。[ 6 ]
米国地質調査所（USGS）は、火山のどの地点からでもマグマの噴出が目視できる場合、つまり山頂火口の壁の中にまだ残っている目に見えるマグマも含め、火山が「噴火している」と定義している。
火山学者の間では活火山の定義について国際的な合意はないが、USGSは地震群発、地盤隆起、二酸化炭素や二酸化硫黄の異常に高い濃度などの地下指標が存在する場合、火山を活火山と定義している。 [ 78 ] [ 79 ]
USGSは休火山を、群発地震、地盤の隆起、過剰な有毒ガス放出などの活動の兆候を示していないが、再び活動する可能性がある兆候を示している火山と定義している。[ 79 ]多くの休火山は何千年もの間噴火していないが、将来再び噴火する可能性がある兆候を示している。[ 80 ] [ 81 ]技術的には、休火山はすべて地質学的に「活動的」であるとも考えられている。[ 5 ]
アラスカ火山観測所の火山学者たちは、アラスカのエッジカム山火山を「休眠」から「活火山」に再分類することを正当化する記事の中で、火山に関して「休眠」という用語は過去数十年で廃止され、「休眠火山」という用語は現代の火山学ではほとんど使われておらず定義もされていないため、『火山百科事典（2000年）』の用語集や索引には含まれていない」[ 82 ]と指摘したが、米国地質調査所（USGS）は依然としてこの用語を広く使用している。
以前は、火山の活動に関する記録が残っていない場合、その火山は死火山とみなされることが多かった。しかし、2008年にチャイテン火山が予期せず噴火したように、このような一般化は観測やより詳細な研究と矛盾している。 [ 83 ]現代の火山活動監視技術や、噴火を引き起こす要因のモデリングの改善により、火山が長期間休眠状態を保ち、その後予期せず再び活動的になる理由の理解が進んでいる。噴火の可能性とその様式は、主に火山の下にあるマグマ貯蔵システムの状況、噴火の引き金となるメカニズム、およびその時間スケールに依存する。[ 84 ] : 95例えば、イエローストーン火山の休止/再充電期間は約70万年、トバ火山は約38万年である。[ 85 ]ローマの著述家たちは、西暦79年の予期せぬ噴火でヘルクラネウムとポンペイの町が破壊される前は、ヴェスヴィオ山は庭園やブドウ畑で覆われていたと述べている。
そのため、死火山と休眠（活動していない）火山を区別することは難しい場合がある。火山の長期休眠は人々の意識を低下させることが知られている。[ 84 ]： 96ピナトゥボは目立たない火山で、周辺地域のほとんどの人には知られておらず、1991年の予期せぬ壊滅的な噴火の前には当初地震計による監視もされていなかった。かつては死火山と考えられていたが、その後噴火活動を再開した火山の他の2つの例としては、モントセラト島の長期間休眠していたスーフリエールヒルズ火山（1995年に活動が再開するまで死火山と考えられていた。首都プリマスはゴーストタウンと化した）と、アラスカのフォーピークドマウンテン（2006年9月の噴火以前は紀元前8000年以前から噴火していなかった）がある。もう1つの例は、イラン南西部のタフタン火山です。この火山は、火山学者によって長い間休火山と考えられており、最後の噴火は約71万年前に起こったと推定されていました。しかし、2023年6月頃から、火山の山頂付近で隆起が見られるようになり、火山が休眠状態にあることが示唆されました。[ 86 ]
休火山とは、マグマの供給がなくなったため、科学者が再び噴火する可能性は低いと考える火山のことです。休火山の例としては、太平洋のハワイ・天皇海山列にある多くの火山（ただし、列の東端にある火山の中には活動しているものもあります）、ドイツのホーエントヴィール、アメリカ合衆国ニューメキシコ州のシップロック、アメリカ合衆国ニューメキシコ州のカプリン、オランダのズイドワル火山、イタリアのモンテ・ヴルトゥレなど多くの火山が挙げられます。スコットランドのエディンバラ城は休火山の上に建っており、キャッスル・ロックを形成しています。火山が本当に休火山であるかどうかを判断するのは、多くの場合困難です。超巨大火山カルデラは、噴火活動の寿命が数百万年に及ぶこともあるため、数万年間噴火していないカルデラは、死火山ではなく休眠火山とみなされる場合がある。単成火山群に属する個々の火山は死火山となることもあるが、だからといって、その火山群に活発なマグマ供給源が存在する場合、近くで全く新しい火山が予告なく噴火しないというわけではない。
火山の一般的な3つの分類は主観的である可能性があり、活動を停止したと思われていた火山が再び噴火した例もある。火山の上や近くに住んでいる人が危険にさらされていないと誤解するのを防ぐため、各国は火山活動のさまざまなレベルと段階を説明する新しい分類を採用している。[ 87 ]一部の警報システムでは、異なる段階を示すために異なる数字や色を使用している。他のシステムでは色と単語を使用している。一部のシステムでは両方を組み合わせて使用している。
「10年火山」とは、国際火山学・地球内部化学協会（IAVCEI）が、大規模で破壊的な噴火の歴史と人口密集地への近さを考慮して、特に研究に値すると判断した16の火山を指します。このプロジェクトが国連が後援する「自然災害軽減のための国際10年」（1990年代）の一環として開始されたため、「10年火山」と名付けられました。現在、「10年火山」に指定されている16の火山は以下のとおりです。
深部炭素観測所のイニシアチブである深部地球炭素脱ガスプロジェクトは、9つの火山を監視しており、そのうち2つは10年火山です。深部地球炭素脱ガスプロジェクトの焦点は、多成分ガス分析システム機器を使用して、CO 2 /SO 2比をリアルタイムかつ高解像度で測定し、上昇するマグマの噴火前の脱ガスを検出して、火山活動の予測を改善することです。[ 88 ]
火山噴火は人類文明にとって重大な脅威である。しかし、火山活動は人類に重要な資源をもたらしてきた側面もある。
火山噴火とその関連活動には、水蒸気噴火（蒸気噴火）、高シリカ溶岩（流紋岩など）の爆発的噴火、低シリカ溶岩（玄武岩など）の噴出噴火、セクター崩壊、火砕流、泥流、火山ガス放出など、さまざまな種類があります。これらは人間に危険をもたらす可能性があります。地震、温泉、噴気孔、泥噴泉、間欠泉は、火山活動に伴って発生することがよくあります。
火山ガスは成層圏に到達し、そこで硫酸エアロゾルを形成して太陽放射を反射し、地表温度を大幅に低下させる可能性がある。[ 89 ]ワイナプティナの噴火による二酸化硫黄は、1601年から1603年のロシアの飢饉の原因となった可能性がある。[ 90 ]成層圏での硫酸エアロゾルの化学反応はオゾン層にも損傷を与える可能性があり、塩化水素（HCl）やフッ化水素（HF）などの酸が酸性雨として地上に降り注ぐ可能性がある。噴火による過剰なフッ化物塩は、アイスランドで家畜を何度も中毒させている。[ 91 ] : 39–58爆発的な火山噴火は温室効果ガスである二酸化炭素を放出し、生物地球化学的サイクルのための深い炭素源を提供する。[ 92 ]
噴火によって空中に巻き上げられた火山灰は、航空機、特にジェット機にとって危険となる可能性があります。ジェット機では、火山灰粒子が高温で溶融し、タービンブレードに付着して形状を変化させ、タービンの作動を妨げることがあるためです。これは航空交通に大きな混乱をもたらす可能性があります。
インドネシアのスマトラ島にあるトバ湖の超巨大噴火の後、約7万年前に火山冬が起こったと考えられている。 [ 93 ]これは、今日の人類すべての遺伝的継承に影響を与えた人口ボトルネックを引き起こした可能性がある。 [ 94 ]火山噴火は、オルドビス紀末、ペルム紀-三畳紀、デボン紀後期の大量絶滅などの大規模な絶滅イベントに寄与した可能性がある。[ 95 ]
1815年のタンボラ山の噴火は、北米とヨーロッパの気候に影響を与えたことから「夏のない年」として知られるようになった世界的な気候異常を引き起こした。 [ 96 ]北ヨーロッパで広範囲にわたる飢饉を引き起こした1740年から41年の凍えるような冬も、火山噴火に起因している可能性がある。[ 97 ]
火山噴火は人間にかなりの危険をもたらすが、過去の火山活動は重要な経済資源を生み出してきた。火山灰から形成される凝灰岩は比較的柔らかい岩石であり、古代から建築に使用されてきた。[ 98 ] [ 99 ]ローマ人はイタリアに豊富にある凝灰岩を建築によく使用した。[ 100 ]ラパヌイの人々はイースター島のモアイ像のほとんどを凝灰岩で作った。[ 101 ]
火山灰と風化した玄武岩は、鉄、マグネシウム、カリウム、カルシウム、リンなどの栄養素が豊富な、世界で最も肥沃な土壌の一部を生み出します。[ 102 ]火山活動は、金属鉱石などの貴重な鉱物資源を堆積させる原因となります。 [ 102 ]火山活動は、地球内部からの高流量の熱流を伴います。これらは地熱発電として利用できます。[ 102 ]
火山に関連した観光も世界的な産業である。[ 103 ]
人間の居住地の近くにある多くの火山は、近隣住民に差し迫った噴火の適切な事前警告を提供することを目的として、厳重に監視されています。また、火山学に関する現代の理解の向上により、予期せぬ火山活動に対する政府および一般市民の対応がより適切に行われるようになりました。火山学の科学は、はるか先の噴火の正確な日時を予測することはまだできないかもしれませんが、適切に監視されている火山では、進行中の火山指標の監視により、噴火の数時間前、通常は数日前に差し迫った噴火を予測し、事前警告を発することができます。[ 104 ]火山の多様性と複雑さから、近い将来の噴火予測は確率とリスク管理の適用に基づいて行われます。それでも、有用な警告がない噴火もあります。 2017年3月、観光客グループが予測されていたエトナ山の噴火を目撃した際、流れてきた溶岩が積雪に接触し、状況的な水蒸気爆発が発生して10人が負傷したという事例があった。[ 103 ]他の種類の大きな噴火では、地震モニタリングによってせいぜい数時間しか有用な警告が得られないことが知られている。[ 83 ]中央ヨーロッパで最も若い火山の地下に、数万年の休止期間を持ち、急速な再充填の可能性があり、警告時間を短縮する可能性があるマグマ溜まりが最近実証されたが、[ 84 ]より慎重なモニタリングが有用かどうかは分からない。
科学者は、社会的要素を含むリスクを、地域住民や彼らに代わって社会的リスク評価を行う人々とは異なる方法で認識することが知られており、そのため、災害発生時に混乱を招く誤報や事後的な非難が今後も続くことになるだろう。[ 105 ]： 1-3
このように、火山噴火は依然として大きな物的損害を引き起こす可能性があるものの、かつて多くの火山噴火に伴って頻繁に発生していた大規模な人命損失は、火山が適切に監視されている地域では近年大幅に減少している。こうした人命救助能力は、火山活動監視プログラム、現代の火山活動に関する知識の向上に基づいた地方当局による迅速な避難支援能力の向上、そして携帯電話などの通信技術の進歩によってもたらされている。こうした活動は、噴火が差し迫る前に人々が少なくとも命を落とさずに避難するのに十分な時間を与える傾向がある。近年の成功した火山避難の一例として、 1991年のピナトゥボ山の避難が挙げられる。この避難により2万人の命が救われたと考えられている。[ 106 ]エトナ山の場合、2021年の調査では、1536年以降の噴火による死者は77人だが、1987年以降はゼロであることが判明した。[ 103 ]
近隣の火山活動によるリスクへの自身の曝露を懸念する市民は、自分の地域の政府当局が実施している火山監視および公共通知手順の種類と質についてよく知っておくべきである。[ 107 ]
地球の月には大きな火山はなく、現在の火山活動もありませんが、最近の証拠は、月には部分的に溶融した核がまだ存在する可能性を示唆しています。[ 108 ]しかし、月にはマリア[ 109 ]（月面に見られる暗い部分）、リル[ 110 ]、ドーム[ 111 ]など、多くの火山地形があります。
金星の表面は90%が玄武岩でできており、火山活動がその表面の形成に大きな役割を果たしたことを示しています。科学者が表面の衝突クレーターの密度から判断すると、金星は約5億年前に大規模な全球的な表面更新イベントを経験した可能性があります[ 112 ] 。溶岩流は広範囲に分布しており、地球には存在しない形態の火山活動も発生しています。惑星の大気の変化や雷の観測は、進行中の火山噴火に起因すると考えられていますが、金星が現在も火山活動を行っているかどうかは確認されていません。しかし、マゼラン探査機によるレーダー探査では、金星で最も高い火山であるマート・モンスで、山頂付近と北斜面に灰流の形で比較的最近の火山活動の証拠が発見されました[ 113 ] 。ただし、これらの流れを灰流と解釈することには疑問が呈されています[ 114 ] 。
火星にはいくつかの休火山があり、そのうち4つは地球上のどの火山よりもはるかに大きな巨大な楯状火山です。それらはアルシア山、アスクラエウス山、ヘカテス・トロス、オリンポス山、パヴォニス山です。これらの火山は何百万年も前に休火山となっていますが[ 115 ]、欧州の火星探査機マーズ・エクスプレスは、火星で比較的最近にも火山活動があった可能性を示す証拠を発見しました[ 115 ] 。
木星の衛星イオは、木星との潮汐相互作用により、太陽系で最も火山活動が活発な天体です。硫黄、二酸化硫黄、ケイ酸塩岩を噴出する火山で覆われており、その結果、イオの表面は常に更新されています。その溶岩は、太陽系で知られている中で最も高温で、温度は1,800 K (1,500 °C) を超えます。2001 年 2 月には、太陽系で記録された最大の火山噴火がイオで発生しました。[ 116 ]木星のガリレオ衛星の中で最小のエウロパも活発な火山系を持っているようですが、その火山活動はすべて水の形であり、極寒の表面で氷に凍ります。このプロセスは低温火山活動として知られており、太陽系の外惑星の衛星で最も一般的であるようです。[ 117 ]
1989年、ボイジャー2号探査機は海王星の衛星トリトンで氷火山（氷の火山）を観測し、2005年にはカッシーニ・ホイヘンス探査機が土星の衛星エンケラドゥスから噴出する凍った粒子の噴水を撮影した。[ 118 ] [ 119 ]噴出物は水、液体窒素、アンモニア、塵、またはメタン化合物で構成されている可能性がある。カッシーニ・ホイヘンスはまた、土星の衛星タイタンでメタンを噴出する氷火山の証拠を発見しており、これはタイタンの大気中に存在するメタンの重要な発生源であると考えられている。[ 120 ]カイパーベルト天体クワオアーにも氷火山が存在する可能性があると理論づけられている。
2009年にトランジットによって発見された系外惑星COROT-7bに関する2010年の研究では、惑星と近隣の惑星のすぐ近くにある主星からの潮汐加熱が、イオで見られるような激しい火山活動を引き起こす可能性があることが示唆された。[ 121 ]
火山は地球の表面に均等に分布しているわけではないが、活発な火山は人類の歴史の初期に遭遇しており、東アフリカの火山灰から発見された366万年前のヒト科動物の足跡がそれを証明している。 [ 122 ]： 104火山と火事や災害との関連性は多くの口承伝承に見られ、火山に関連する概念の最初の文字記録が残る前から宗教的、ひいては社会的に重要な意味を持っていた。例としては、(1)アサバスカン族のサブカルチャーに伝わる、山の中に住む人間や、火を使って山から脱出する女性の話[ 123 ] : 135、(2)ペレがハワイ諸島を移動し、森林を破壊する能力や神の怒りの表れ[ 124 ] 、(3)ジャワの民間伝承に伝わる、メラピ火山に住む王と、そこから50km離れた海岸に住む女王の関連性（現在はその火山と相互作用する地震断層であることが知られている）[ 125 ]などがある。
多くの古代の記録では、火山噴火は神々や半神の行為などの超自然的な原因によるものとされている。そのような例として知られている最古のものは、チャタルヒュユクの新石器時代の女神である。[ 126 ]： 203古代ギリシャの神ヘパイストスと冥界の概念は、そのギリシャ文化において火山と結びついている。[ 103 ]
しかし、火山活動のより自然な（しかしやはり間違った）原因を提唱する者もいた。紀元前5世紀、アナクサゴラスは噴火は強風によって引き起こされると提唱した。[ 127 ]西暦65年までに 、小セネカは燃焼が原因であると提唱した。[ 127 ]この考えは、エトナ山とストロンボリ山の噴火を目撃し、その後ベスビオ山の火口を訪れ、中央の火口が多数の火口とつながっており、火山を一種の安全弁として描いた地球の見解を『ムンドゥス・スブテラネウス』に発表したイエズス会士アタナシウス・キルヒャー（1602-1680）にも採用された。 [ 128 ]エドワード・ジョーダンは鉱泉水に関する研究でこの見解に異議を唱えた。 1632年、彼は地球内部の熱源として硫黄の「発酵」を提唱した[ 127 ]。天文学者のヨハネス・ケプラー（1571～1630）は、火山は地球の涙の導管であると信じていた[ 129 ] 。 1650年、ルネ・デカルトは地球の核が白熱していると提唱し、1785年までに、デカルトらの研究は、マグマの火成貫入に関する著作の中でジェームズ・ハットンによって地質学に統合された。[ 127 ]ラッツァーロ・スパランツァーニは1794年までに蒸気爆発が爆発的噴火を引き起こす可能性があることを実証しており、多くの地質学者はこれを爆発的噴火の普遍的な原因とみなしていたが、 1886年のタラウェラ山の噴火で、同時発生していた水蒸気マグマ噴火と熱水噴火を、結果的に玄武岩の岩脈による乾燥爆発噴火と区別することが可能になった。[ 130 ] : 16–18 [ 131 ] : 4アルフレッド・ラクロワは、1902年のプレー山の噴火に関する研究で他の知識を発展させ、[ 127 ] 1928年までにアーサー・ホームズの研究は放射性熱発生、地球のマントル構造、部分減圧によるマグマの融解、マグマ対流の概念を統合した。 [ 127 ]これが最終的にプレートテクトニクスの受容につながった。[ 132 ]
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