マグマ溜り

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11番がマグマ溜り

マグマ溜り[1](マグマだまり、: magma chamber[2][3]magma reservoir[2])とは、地殻内でマグマが蓄積されている部分である。ここにマグマがあるとき、マグマは高圧下にあり、その中でマグマは次第に分化していく。そして、このマグマが地上に現れるとき、それを噴火と呼び、主として火山にて見られる。

位置[編集]

地下数十kmの深部で生成されたマグマは、高温液体であるため、周囲の固体岩石より比重が小さく、浮力によって徐々に上昇する。地下5kmから10km程度の場所まで来ると、周囲の固体岩石も深部ほど高圧を受けていないため、マグマと同程度の比重となり、マグマは浮力を失って滞留すると考えられている。

マグマ溜りは発見が難しいが、地表から1km~10km程度の深さに存在するものが現在は発見されている。地球科学的に考察すると、地表から10kmというのは非常に浅いものであり、これ以上の深さにも存在するが、いまだにマグマ溜まりが大きな穴なのか、それとも細かい割れ目にマグマが入り込んだようなものなのか、という点はまだわかっていない。マグマ溜まりの大きさは数km程度と考えられている。

マグマは結晶分化作用により、マグマ溜り内で分化し、体積に対する質量である比重が、次第にマグマ溜り周囲のそれよりも軽くなり、上昇する。このとき、周囲の岩石をマグマの変成する等して、岩脈を形成し上昇してくる。これを逆手に取ることによっても、マグマ溜りの位置は推測できる。また、地殻内部での密度は、岩体の違いにより、場所によって違うことから、マグマ溜りは上下方向に連なることも多い。

マグマは液体であるため、地震波の伝わる速度が地殻とは異なり、このことを応用して、地震学でマグマ溜りの分布図が作られている。この方法が、地震波トモグラフィーである。

内部[編集]

マグマ溜まりの中のマグマは、周辺の岩石に熱を奪われて、徐々に冷えてゆくが、その過程で揮発成分の分離や、結晶しやすい成分の結晶化・沈積等、結晶分化作用が起こっている。その結果、マグマ溜まりの上部と下部では、成分がかなり違っている場合がある。1回の噴火の中で、最初に噴出した物質(マグマ溜まりの上部にあった)と最後に出てきた物質(下部にあった)では、成分が大きく異なる場合があるのは、そのことを示していると考えられている。例えば、1707年富士山宝永大噴火では、激しい噴火が4日間続き、大量の火山灰江戸にも降り積もったが、その火山灰の成分が途中で大きく変化した。最初はシリカを多く含んだ白っぽいデイサイト質の火山灰が降ったが、数時間後には、黒っぽい玄武岩質の火山灰に変わった。噴火前の富士山マグマ溜まりの上部は、比重の大きい成分が結晶化・沈積した残りの液体であったため、デイサイト質になっていたと推定される。

噴火が起こらない場合、沈澱したマグマは次第に冷やされ、深成岩となる。このマグマが深成岩になる過程で冷却されることによって、水蒸気が高圧のために冷却されていないマグマ内部に放出される。この圧力変化によってもマグマは上昇する。更にマグマの融点を下げ、粘性を上げることもある。この現象は噴火の規模を大きくすることがある。

噴火[編集]

マグマ溜まりからマグマが上昇して噴火を起こす引き金には、何種類かあると考えられており、主なものは以下のようなメカニズムである。

  • 深部からマグマが供給され、溢れ出る
  • プレートの押し合う力などにより、押し出される
  • マグマ溜まり全体が減圧し、マグマに溶け込んでいたガス成分が急激に発泡気化)して、爆発的に上昇する。時に地殻を吹き飛ばすような超巨大噴火となり地球規模の気候変動を伴うことがある。これを破局噴火と呼ぶ。減圧の理由としては(1)マグマが冷却され一部が結晶化して体積が減る、(2)地殻の変動によってマグマだまりの圧力と等抗していた地圧が失われる、(3)マグマ溜まりの移動によって、地殻の構造的に弱い部分に到達し、マグマだまりの圧力が開放される、などがある。

マグマは火山岩として噴火により放出されるが、この時に深成岩になりきれていないものは半深成岩として岩脈や岩床の形で残る。また、火山によって、結晶分化作用の進展が異なるために、噴出物の内容は各異なる。ちなみに、火山岩として放出されなかったマグマはゆっくり冷却、結晶化され、深成岩として花崗岩斑れい岩等の形で見られる。

また、噴火時に大量のマグマを放出することにより、マグマ溜りが空の状態になることもある。この時、山体を形成する岩石はその空間に崩落し、結果として山体崩壊を起こすこともある。その顕著な例がカルデラである。

脚注[編集]

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  1. ^ 『学術用語集 地学編』の表記は「マグマだまり」、『地質学用語集』の表記は「マグマ溜まり」。
  2. ^ a b 学術用語集 地学編』。
  3. ^ 『地質学用語集』。

参考文献[編集]

関連項目[編集]

外部リンク[編集]