ガスの蓄積によりキラウエア火山は踏み込みロケットのように噴火した。

2018 年 5 月、ハワイのキラウエア火山が爆発的な噴火に見舞われました。その後数か月にわたり、噴火により 700 軒以上の家屋が破壊され、火山からは火山灰と溶岩が噴き出し、山頂では数万回の地震が発生しました。また、噴火と溶岩により山頂の地形も劇的に変化し、キラウエアのカルデラ (噴火中にマグマ溜まりが空になった後にできる穴) が崩壊しました。

一部の科学者は現在、この噴火には珍しいきっかけがあったと考えている。足踏みロケットのおもちゃのような仕組みだ。この発見は5月27日にネイチャー・ジオサイエンス誌に掲載された研究で説明されており、大気の噴煙がどのように形成されるかを説明し、火山計画の改善につながる可能性がある。

「2018年に爆発が始まったとき、私はキラウエア火山の地震活動を研究する大学院生でした」と、研究の共著者でスタンフォード大学の地質物理学者ジョシュ・クロジエ氏はポピュラーサイエンス誌に語った。「危険の観点からも科学的観点からも、火山で何か重要なことが起こっていることは明らかでした。」

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クロジエ氏と火山を監視している他の研究者たちは、いくつかの兆候を目撃しており、キラウエア火山の過去の活動のモデルは今回の状況には当てはまらないかもしれない。爆発的な噴火は、通常、2つの原因で起こる。上昇する溶融岩（マグマ）が地表に現れて溶岩になるか、マグマから発生する蒸気が膨張して地下水を加熱するかだ。しかし、地質学者は、2018年5月にキラウエア火山で起きた噴火のうち、通常のメカニズムでは説明できないものを12回特定している。

研究チームは、地表下では踏みつけるロケットのおもちゃに似た動きが起こっていたと仮説を立てている。1993年に特許を取得したSTEMベースのおもちゃには、プラスチックのガスが入った空洞があり、それを踏むとおもちゃのロケットが空中に発射される。クロジエ氏によると、この子供に分かりやすいアナロジーは、USGSのデイブ・シェリー氏と研究共著者のウェス・セレン氏によるものだという。

研究チームは、地球物理学的データと大気データを使用してマグマ溜まりの圧力変化を判定し、3Dモデルを使用して噴煙の上昇をシミュレートした。これらのモデルは、2018年5月にマグマ溜まりの崩壊があったことを示した。その後、崩壊により、チャンバー内に閉じ込められたガスの圧力が上昇した。このガス圧の上昇により、誰かが踏み込みロケットのおもちゃに飛び乗ったときに引き金となるような爆発的な噴火が引き起こされた。

「爆発的な噴火が、より典型的なマグマ水蒸気噴火（つまり、マグマからガスへの噴火）ではなく、蓄積されたガスと岩石の崩壊による加圧のみによって発生する可能性があることを発見したのは驚きでした」とクロジエ氏は言う。「これは火山活動の多様性と複雑さを思い起こさせます。」

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研究チームによると、この踏みつけるロケットのようなメカニズムは、2018年のキラウエア火山の噴火に特有のものではないかもしれない。1世紀前のキラウエア火山の別の噴火を含め、他の崩壊噴火でも機能していた可能性がある。この研究は、この種の崩壊による噴火の際に、高温のガスと岩片の大気の煙がどのように形成されるかをさらに説明するのに役立つ可能性がある。これらの煙がどのように形成されるかの力学をよりよく理解することは、噴火がもたらす危険とリスクの予測を改善することにも役立つ可能性がある。

「多くの大規模な火山噴火の際に形成され、印象的な地形を作り出すカルデラの崩壊は、その形成元となった噴火の副産物とみなされることもある」とクロジエ氏は言う。「しかし、キラウエアや最近噴火した他の火山は、カルデラの崩壊が噴火活動の推進に不可欠な役割を果たしうることを浮き彫りにしている。」