火山の噴火の仕組みはプロ野球の優勝祝勝会のビール掛けと同じ？驚くべき噴火の話！【眠れなくなるほど面白い 図解 地学の話】

火山噴火はどんなしくみで起きるのか？

素朴な疑問です。どうして火山は噴火するのでしょうか？

身近なものでも不思議があります。例えば、プロ野球の優勝祝勝会などで、選手がビールをよく振ってから一気に栓せんを抜くと、泡立ったビールが勢いよく飛び出してくる光景をよく目にします。ビールに限らず、シャンパンやサイダーなどの発泡酒や炭酸飲料はみな同じです。それらは栓を抜く前は発泡していないのに、どうして栓を抜くと発泡する（図１）のでしょうか？

この理屈を考えてみます。圧力を高くすると水の中に二酸化炭素が多量に溶け込みますが、圧力を下げてやると溶け込めなくなり、気体となって出てきます。それが発泡現象です。発泡が起こるのは、水への二酸化炭素の溶解度が、圧力が減少するにつれて小さくなるためです。炭酸飲料では、圧力をかけて二酸化炭素を溶け込ませてあります。栓を抜くと圧力が１気圧まで下がる、そこで発泡が始まるという理屈なのです。

実は、火山の噴火もこれと同じです。高圧下にあるマグマ中には水を中心とした火山ガス成分が数重量％以上溶け込んでいます。何らかの原因でマグマ溜りの圧力が低下すると、マグマの発泡が始まります。圧力低下の程度が大きいほど激しく発泡するわけですが、発泡したマグマは大量の気泡を含むのでみかけの密度が低下し、軽くなってさらに発泡しながら上昇するのです。

マグマの粘り気が弱くてサラサラしているときは、気泡はすみやかに抜けていくので穏やかな噴火となります。ところが、マグマの粘り気が強くてネバネバしていると、気泡が成長し、気泡同士が合体したりして、マグマ中に火山ガスが溜ります。十分に溜まった火山ガスはやがて爆発し、激しい噴火が起こります。

マグマの粘り気は、マグマの珪酸成分の量と温度で決まります。ケイ酸成分が多いほど、また温度が低いほど、マグマの粘り気は増大します。つまり、ケイ酸成分が乏しくて温度の高い玄武岩質マグマよりも、ケイ酸成分に富み温度の低い安山岩質やデイサイト質、流紋岩質マグマのほうが粘り気は強く、爆発的な噴火を行う傾向があるということです。

出典：『眠れなくなるほど面白い 図解 地学の話』

・地球の成り立ちについて興味がある
・地震のメカニズムについて知っておきたい
・今後日本が直面する気候変動について学びたい　etc….

以上の方には「図解　地学の話」は大変おすすめな本です。

６４００㎞とは何の距離かわかりますか？東京と宇都宮の間の距離が約１００㎞ほどですから、その64倍ということになります。また、本州の長さは測り方にもよりますが、約１３００㎞ほどですから、その約５倍です。決して短い距離ではありませんが、かなりの長さというわけでもないですね。実は、これは地球の半径の長さなのです。「えっ、地球ってそんなに小さいの！」とびっくりする人もいるかもしれません。そうなのです、地球は本当に小さい惑星なのです。

46億年。一年の46億倍。これはまた、気の遠くなるような時間の長さですが、これは地球の年齢。宇宙の年齢は１３８億年といわれていますので、それにくらべれば若いとはいえますが、それでも膨大な時間です。長く生きている小さな惑星、それが私たちの地球です。

中学や高校で地学を学んだ方もいるかもしれません。地学は、こうした地球についてさまざまなことを教えてくれます。ですが、地学の分野はきわめて多岐にわたり、そのすべてについて詳しく知ることは、不可能ではないかもしれませんが、大変難しいことです。本書は、地学の種々の分野を体系的に知るための教科書ではありません。49の面白そうなトピックを選び、図解をまじえて、なるべく物語風に語ったものです。

どの項目を読んでも、地学に興味のあるあなたなら楽しめるはずです。ぜひ本書を一読し、その深い世界を楽しんでください。

地球はどのようにして誕生したのか？

この記事では多くの人が一度は疑問に思ったことがある、「地球はどのように誕生したのか？」を解説します。不思議でロマンあふれる地学の世界の一歩を踏みだしましょう。

太陽系は、今から約46億年前にできました。太陽だけではなく、太陽系の惑星も同時にできました。最初は星間ガスの回転濃集から始まり、やがて中心星の太陽とそれを取り巻く円盤が形成されると、円盤の中にガスから固体の塵が晶出しました。その後、それらの塵が相互に合体して、岩石、微惑星、そして惑星や衛星が短期間に形成されました。惑星になれなかった小惑星、隕石、そして月の石の最古年齢は、いずれも46億年前であることから、それが太陽系形成年代とされています。

ですが、地球にはそのような古い記録は残されていません。その理由は、地球では他の惑星にないプレートテクトニクスが働いていて、常に古い岩石を新しいものにつくり替えているからです。地球最古の岩石はカナダ北部でみつかった40億年前のものであり、最古の物質は43 億７０００万年前のジルコンという鉱物粒です）。地球年齢が46億歳ということは間接的に推定されているわけです。

多様な隕石の２段階による合体でできた地球

地球の岩石の化学成分はよく調べられており、しばしば惑星形成の材料物質であった隕石の組成と比較されます。すると地球岩石は多様な隕石の種類の中でも、特定のタイプ（エンスタタイト球粒隕石）と近縁であることが確認できます。

地球の岩石の化学成分はよく調べられており、しばしば惑星形成の材料物質であった隕石の組成と比較されます。すると地球岩石は多様な隕石の種類の中でも、特定のタイプ（エンスタタイト球粒隕石）と近縁であることが確認できます。ところが、このタイプの隕石には、大気や海水をつくる軽い元素がまったく含まれておらず、エンスタタイト球粒隕石だけでは、現在のような水惑星地球をつくることはできません。地球の大気や海水をつくっている水素の同位体組成（普通の水素の他に重水素と三重水素がある）は別のタイプ（炭素質球粒隕石）が起源であることを示しています。

したがって、地球形成は、岩石／金属からなる部分をつくったエンスタタイト球粒隕石集積の段階と、その後の炭素質球粒隕石の追加という２段階を経てできたことがわかってきました。

太陽系の中を実際に探査機が飛びまわって調べた結果、エンスタタイト球粒隕石は地球軌道周辺にも存在していたと考えられますが、水素などの揮発性成分を持つものは火星の外側の小惑星帯の中でも外側にしか分布していないことがわかりました。であれば、初期太陽系の円盤の中で大規模な物質移動を考える必要があります。

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「図解 地学の話」と銘打っているだけあって、図解がふんだんに使われています。

右ページに文章、左ページに図解で解説という形で全頁が構成。

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出典：『眠れなくなるほど面白い 図解 地学の話』