アイスランドのFagradalsfjall噴火からの最近の発見は、火山の仕組みについて私たちが知っていることを変える

私たちが世界を理解する方法を根本的に変える何かを学ぶのは、毎日ではありません。 しかし、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の地球科学者マシュー・ジャクソンと世界中の何千人もの火山学者にとって、そのような啓示が起こりました.

アイスランドの Fagradalsfjall 火山からマグマをサンプリングしている間、Jackson と彼の共同研究者は、科学者が 2 世紀にわたって火山を研究してきた中で、誰も想定していなかったよりもはるかにダイナミックなプロセスを発見しました。

「これらの火山がどのように機能するかの解明に近づいたと思うと、大きな驚きを覚えます」と彼は言いました。

地質学者の調査結果はジャーナルに掲載されています 自然.

1 か月で 10,000 年

2021 年 3 月にマグマで割れて爆発したアイスランド南西部の低地の亀裂である Fagradalsfjall の誕生を目撃するために、Jackson を適切な場所と時間に配置するために、サバティカル、パンデミック、そして 780 年にわたる地下の岩の融解が必要でした。その時、レイキャネス半島の誰もが何らかの噴火の準備ができていた.

「群発地震は激しかった」と、マグニチュード 4 以上の 50,000 回ほどの地震が数週間にわたって地球を揺るがし、アイスランドの人口のほとんどを危機に陥れたことについて、彼は語った。

しかし、睡眠不足はそれだけの価値があり、溶岩が泡立ち、比較的空のGeldingadalur地域の地面の穴から飛び散ったので、不機嫌は魅力に変わりました. 科学者も観光客も同様に、地球の地殻形成の最新の部分を見るためにこの地域に群がりました。 彼らは、有毒ガスを吹き飛ばす風と溶岩のゆっくりした流れのおかげで、最初から連続的に溶岩をサンプリングするのに十分近づくことができました.

アイスランド大学のSæmundur Halldórssonが率いる地質学者が見つけようとしていたのは、「マグマがマントルのどのくらいの深さで発生したか、噴火前にマグマが地表の下にどれだけ保存されたか、そして両方の前に貯留層で何が起こっていたか」でした.そして噴火の間。」 このような疑問は、基本的ではありますが、噴火の予測不可能性、危険性と極限状態、そして多くの活動地への遠隔地とアクセス不可能性のために、火山を研究する人々にとって実際には最大の課題の一部です.

「マグマだまりは時間の経過とともにゆっくりと満たされ、マグマが十分に混ざり合うという仮定がありました」とジャクソンは説明しました。 「そして、噴火の過程で流出します。」 この明確に定義された 2 段階のプロセスの結果として、火山噴火を研究している人々は、マグマが地球から流出する際に、マグマの化学組成に大きな変化が見られるとは予想していない、と彼は付け加えた。

「これは、ハワイのキラウエア山で見られるものです」と彼は言いました。 「噴火は何年も続き、時間の経過とともに小さな変化が見られます。

「しかし、アイスランドでは、主要な化学指標の変化率が 1,000 倍以上高かった」とジャクソン氏は続けた。 「1 か月で、ファグラダルスフィヤットルの噴火は、キラウエアの噴火が数十年で示したよりも多くの組成変動を示しました。この噴火で最初の 1 か月間にサンプリングされた化学組成の全範囲は、アイスランド南西部でこれまでに噴火した範囲全体に及びます。過去10,000年間に。」

科学者によると、この変動性は、マントルの奥深くからマグマがチャンバーに流入した結果です。

「心の中で溶岩ランプを想像してください」とジャクソンは言いました。 地球のマントルは、コアの上部から構造プレートの下まで、溶岩のように機能していると考えることができます。ランプ。” 熱がマントルの領域を上昇させ、プルームが形成され、浮力で地表に向かって移動すると、これらのプルームからの溶融岩が部屋に蓄積して結晶化し、ガスが地殻を通って逃げ、マグマが道を見つけるまで圧力が高まると彼は説明した.脱出する。

論文に記載されているように、最初の数週間、噴火したのは、地表から約 10 マイル (16 km) の貯留層に蓄積していた予想される「枯渇した」マグマ タイプでした。 しかし、4月までに、アイスランドの下の上昇するマントルプルームの別の領域から供給された、別の組成のより深い「濃縮された」タイプのメルトによって、チャンバーが再充電されているという証拠が示されました。 この新しいマグマは化学組成の変化が少なく、マグネシウム含有量が高く、二酸化炭素ガスの割合が高く、この深いマグマからのガスの放出が少なかったことを示しています。 5 月までに、流れを支配していたマグマは、より深く濃縮されたタイプになりました。 プルームが供給されたホットスポットでのマグマ組成のこれらの急速で極端な変化は、「これまでほぼリアルタイムで観察されたことはありません」と彼らは言います。

ジャクソン氏によると、これらの組成の変化はそれほど珍しいことではないかもしれません。 このような初期段階で噴火をサンプリングする機会は一般的ではないというだけです。 たとえば、2021 年の Fagradalsfjall 噴火に先立って、アイスランドのレイキャネス半島での最新の噴火は 8 世紀前に発生しました。 彼は、この新しい活動が、アイスランド南西部で数百年にわたる可能性のある新しい火山活動の始まりを示しているのではないかと考えています。

「ほとんどの噴火の最初の段階の記録がないことがよくあります。これらは後の段階からの溶岩流に埋もれてしまうからです」と彼は言いました。 研究者によると、このプロジェクトにより、可能性があると考えられていたが直接目撃されたことのない現象を初めて見ることができました。

科学者にとって、この結果は、世界中の火山のモデルがどのように構築されるかについての「重要な制約」を示していますが、この現象が他の火山をどの程度代表しているか、または噴火の引き金としてどのような役割を果たしているのかはまだ明らかではありません。 ジャクソンにとっては、地球にはまだ秘密が隠されていることを思い起こさせるものだ.

「ですから、古い溶岩流をサンプリングするために出かけたり、将来論文を読んだり書いたりするときは常に頭の中にあります。これは噴火の完全な話ではないかもしれません。」