マグマの結晶の研究で噴火を予知する

＜溶岩に含まれる小さな結晶には樹木の年輪のような層状構造があり、噴火に至るプロセスが記録されている＞

近年、日本をはじめ世界各地で火山活動が活発化し、噴火が数多く起きている。火山噴火も地震と同様、予測が非常に難しい。今のところ火山性地震のモニタリングが噴火予知の最も確実な方法だが、百発百中とはいかない。

だが思いがけないところに早期警戒システム構築のカギが隠されているかもしれない。それは溶岩に含まれる小さな結晶だ。

火山の下の地下30キロの深さからマグマが上昇し始めるとき、マグマの中に「結晶の赤ちゃん」が生まれる。この結晶はマグマの上昇に伴って徐々に大きく成長し、化学組成も変化する。

豪クイーンズランド大学とアイルランドのダブリン大学トリニティ・カレッジの研究チームが合同で行った研究で、溶岩の中の結晶に、噴火に至るまでのプロセスが記録されていることが分かった。

チームが調べたのはヨーロッパで最も活発に活動している火山であるイタリア・シチリア島のエトナ山の溶岩。特殊なレーザー技術で結晶の内部をのぞいてみると、層状の構造が見られ、ちょうど樹木の年輪のように結晶の成長プロセスが記録されていることが分かった。この成長の層を詳細に解析することで噴火の引き金となった出来事と、その出来事が起きてから噴火が起きるまでの時間が分かる。

エトナ山の場合は、地下約10キロの深さに新しいマグマが供給されると、90％の確率で2週間以内に噴火が起きることが分かった。この解析結果をまとめた論文は学術誌ネイチャー・コミュニケーションズ1月号に掲載された。

「この場合、マグマが再供給される深さで火山性微動が観測されたら、噴火が差し迫っていることを告げる重大な前兆とみるべきだ」と、論文の執筆者の1人で両大学で研究を行う火山学者テレサ・ウビデはプレスリリースで述べている。

研究チームは今後、世界中の火山で同様の解析を行う予定だ。有史以降に噴火の記録がない火山でも、大昔の噴火でできた溶岩のサンプルを採取し、結晶に残された記録を読み解くことで、今後の噴火の可能性を予測できるかもしれない。

「着眼点が斬新だ」と、ウィスコンシン大学ミルウォーキー校の地質学者エリク・ガルブランソンはこの研究を高く評価する。「マグマの中に形成される結晶を超小型レコーダーとして利用することで、噴火のメカニズムについて理解が深まるだろう」

小さな結晶に人類の大きな希望が託されている。

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