9月19日、過去の噴火の痕跡が残るクンブレ・ビエハ火山が50年ぶりに噴火した。その後毎日、華氏約1000度（摂氏約1000度）の溶岩が複数の亀裂や噴火口から噴き出し、しばしば爆発を伴い、ガラス質の灰が空高く舞い上がった。溶岩は海へと流れ込み、その多くは住宅で、約2500棟の建物が破壊された。溶岩は海へと流れ込み、灰、蒸気、そして酸の霞に覆われたオニキスのようなデルタを形成し続けている。
当然のことながら、この地域から避難を余儀なくされた7,500人の人々は、このマグマの暴風雨がいつ終息するのかを知りたがっています。残念ながら、火山学者はこの極めて重要な疑問に答えることができません。溶岩や灰を噴出する場所が人々のすぐ近くであろうと遠くであろうと、火山が噴火するたびに、同じようなレベルの不確実性が生じます。
火山学者は噴火の開始を予測する能力をかなり向上させ始めています。火山を長期間徹底的に監視することで、科学者たちはその通常の活動がどのようなものかを知ることができます。マグマや熱水が動くときに生じる地震、呼吸や吐き出し方、形を変える様子、噴出するガスの種類などです。これらのパラメータの1つ、あるいは複数が大きく変化し始めた場合、何か不吉な出来事が近づいている兆候かもしれません。
確かな観測と火山の噴火履歴に関する確かな知識が組み合わされば、火山学者は少なくとも、今後数日または数週間以内に噴火が発生する可能性が以前よりも高まっていると、近隣住民に警告することができます。しかし、「結局のところ、予測するのは非常に難しいのです」と、イタリア、フィレンツェ大学の地球物理学者マウリツィオ・リペペ氏は述べています。なぜでしょうか？
ややこしいことに、噴火の終結の定義については合意が得られていません。馬鹿げているように聞こえるかもしれません。火山から溶岩が噴出しなくなった時が終結ですよね？しかし、火山は私たちのようなちっぽけな地上の人間が時間をどう計るかなど気にしません。これらの巨大な岩石は、私たちが慣れ親しんでいる時間スケールをはるかに超える時間スケールで存在し、活動しているのです。
ハワイのキラウエア火山を例に挙げましょう。1983年、この巨大な火山の一部から溶岩が噴出し始めました。噴火活動は盛衰を繰り返し、溶岩の噴出が一時的に止まる時期もありましたが、完全に止まったのは2018年8月、あの異常な噴火が始まってから35年後のことでした。そして2020年12月、再び溶岩がキラウエア山頂の火口に流れ込みました。この18ヶ月は、火山の噴火活動の休止だったのでしょうか、それとも（一時的な）終息だったのでしょうか？
火山にとって、この二つの区別は無意味です。ブリストル大学の火山学者サム・ミッチェル氏は、これらの火山周辺に住む人々にとって重要なのは、少し異なる問いへの答えだと述べています。それは、「火山はいつ噴火を止め、再び噴火しても安全と言えるほど長く噴火を止めたのか？」「地域社会はいつ復興を始められるのか？」ということです。言い換えれば、人間のタイムスケールで火山の噴火を阻止するものは何なのか？
噴火に利用可能なマグマの量が分かれば素晴らしいだろう。科学者たちはまだ地表下でマグマが移動する様子を観察することはできないが、少なくともその量を推測することはできる。地面の膨張量は、圧力のかかったマグマがどれだけ噴出しようとしているかを示す指標であり、マグマが岩盤を突き破る際に発生する地震音は、その動きを追跡するのに利用できる。もしこの膨張が収縮に転じれば、マグマの供給が枯渇しつつあるか、少なくとも岩盤を突き破るのに必要な圧力を失っている兆候かもしれない、とテネリフェ島にあるスペイン国立研究評議会の物理火山学者、パブロ・ゴンザレス氏は述べた。
しかし、こうした監視では、実際にはごく浅いレベルで何が起こっているかしか分かりません。「より深いレベルのシステムが見えていないのです」とリペペ氏は言います。そして、それが問題なのです。
噴火寸前になるとマグマは地表近くに溜まりますが、そのマグマ供給はより深淵なマグマ溜まりから来る溶岩によって行われます。これらの溶岩自体も、非常に深部で発生した地殻変動によって加熱されたものです。浅い深さに存在するマグマの量が特定できたとしても、技術的な制約により、火山の配管系を視覚化することはほとんど不可能です。つまり、火山に継続的にマグマが供給されているのか、それとも貯蔵量が間もなく枯渇するのかを知ることは事実上不可能なのです。
「現時点では、より深部からどれだけのマグマが噴出するかを把握する方法はありません」とリペペ氏は述べた。そして、それが分からなければ、噴火の燃料がいつ枯渇するかを予測することは困難だ。
火山の貯留層を完全に排出するほど単純ではありません。マグマは上昇しますが、噴火しないことも少なくありません。多くの場合、マグマは貯留層や迷路状の脱出経路網の中に滞留し、部分的に溶融したまま、あるいは凍結したままになります。「噴火系に流入しているマグマのうち、どれだけの量が噴火するかは、私たちには決して分かりません」とミッチェル氏は言います。
キラウエア火山を例に挙げましょう。2018年5月から8月にかけて、キラウエア火山は35年にわたる噴火のフィナーレを飾り、オリンピックサイズのプール32万個分の溶岩を噴出させ、その過程で700棟もの家屋を破壊しました。8月1日には、噴火を止めるものは何もないように見えました。しかし、8月4日までにすべての噴火活動は終息しました。その後の研究では、噴火の原動力となったマグマ溜まりの33%以下しか枯渇していないことが判明しました。
まだ噴出できる余地がまだあったのに、なぜ噴火は止まったのか？理由は誰にも分からないが、この噴火は、溶岩が枯渇しただけでは火山の噴火が止まらないという事実を改めて浮き彫りにした。
いくつかの火山は単純なものです。噴火可能なマグマの量は一定量あり、これは（とりわけ）地表の膨張具合から明らかです。そして、噴火の初期段階では、華やかで活発な噴出が続き、1秒あたりの溶岩噴出量が減少し始めます。この減少が継続すれば、それを外挿して噴火の終息を推測することができます。まさにそれが、2014年から2015年にかけてアイスランドのバルダルブンガ火山系で起こった噴火でした。単純な割れ目から流れ出た溶岩は、滝のように流れ落ち、霧雨のように流れ、2015年2月に消滅すると火山学者たちは予測していました。
「終息の兆候を最もよく示すのは、噴火率の推移でしょう」と、米国地質調査所イエローストーン火山観測所の主任科学者マイク・ポーランド氏は述べた。「しかし、それが全く当てはまらない例もいくつかあり、私が思いつく中で最良の例は2018年のキラウエア火山です。」
その夏、東側の斜面下部から溶岩がはっきりとした脈動を描きながら噴出するにつれ、火山の山頂は徐々に崩壊していった。科学者たちはすぐに、この脈動がこれらの崩壊によって制御されていることを突き止めた。崩れ落ちる岩盤はピストンのようにマグマに圧力をかけ、火山の側面から効果的に押し出していたのだ。崩壊が止まると、噴火も止まった。バルダルブンガ山のように、溶岩の奔流から細流へと陥没するような現象は見られず、火山の将来を予見できるような兆候は何もなかった。
火山から噴出するガスの量と種類は、火山学者が噴火の終息時期を予測するのに役立つかもしれない。彼らはすでに、噴火の始まりを示唆する手がかりを得ている。マグマが約29キロメートルの深さまで上昇すると、二酸化炭素が泡となって噴出し、地表に流れ出る。観測機器がこのガスを検知できれば、科学者は噴火しようとしているマグマの存在を察知できる。同様に、観測機器がこのガス（およびその他のガス）の減少を検知すれば、噴火の勢いが衰えていることを示唆している可能性がある。閉じ込められたガスがなければマグマは浮力を持たないため、噴火は困難を極める。しかし、この関係はめったに明確ではない。また、二酸化炭素のように、大気中に既に豊富に存在する特定のガスは、測定が困難である。
現時点では、噴火の終息を予測しようとするのはほぼ無駄に思えるかもしれない。しかし、希望はある。
歴史がヒントを与えてくれる。過去の数多くの噴火事例から判断すると、ラ・パルマ島での流動性溶岩の噴火は、今まさに起こっている噴火と同様に、「最大5か月続く傾向がある」とゴンザレス氏は述べた。最も短い噴火でも、わずか数日から数週間で終わる。「今回の噴火は2か月に迫っている」
5ヶ月を切る前に噴火は終わるのだろうか？「誰にも分からない」とゴンザレスは言った。もしかしたら新記録を更新するかもしれない。もしかしたら来週には止まるかもしれない。すべては、噴火可能なマグマの供給量にかかっている。マグマは目に見えない。しかし、古代の地質堆積物の調査や噴火のリアルタイム記録などによって、火山の噴火履歴が詳しく分かれば分かるほど、その火山の「平均的な」噴火期間はより明確になるだろう。
噴火の始まりを予測するのと同様に、噴火の終息時期を予測するには、火山の地震活動、変形、ガスの放出など、様々な要素を追跡し、どのようなシグナルの組み合わせが静穏期を示唆しているかを判断する必要があります。こうした取り組みを加速させる方法の一つは、機械学習です。過去の無数の噴火データを入力とした初歩的な人工知能は、人間よりもはるかに速くこれらのパターンを特定できる可能性があります。
もしそうなら、科学者たちはこの衛星に噴火をリアルタイムで監視させ、いつ終わるかを予測させることができるようになるだろう。「それが私たちの火山学の次の一歩です」とミッチェル氏は語った。
火山学は常に驚異的な進歩を遂げており、噴火の始まりから終わりまでの過程を最初の兆候からすべて把握できる未来は容易に想像できる。しかし、私たちは忍耐強く待つ必要がある。「火山学はまだ若い科学です」と、ノースカロライナ州立大学の火山学者、アリアナ・ソルダティ氏は述べた。
慎重な監視活動と、科学者が緊急サービス機関と緊密に連携することで、人々は火山の猛威から救われる。ラ・パルマ島では数千戸の家屋が破壊されたかもしれないが、今のところ死者は出ていない。しかし、火山学者が噴火の終息を確信を持って予測できるようになるまでには、特に社会に大きな混乱を引き起こしている噴火の場合は、まだ時間がかかるだろう。「いつか終息することを願うばかりです」とリペペ氏は語った。
クンブレ・ビエハ火山の継続的な噴火には、良い点が一つあります。科学者たちは、この噴火を利用して、火山の仕組み、特に噴火の原因と噴火停止の要因をより深く理解できるのです。もしかしたら、将来的には、噴火と噴火予測の両方が当たり前になるかもしれません。「噴火が起こるたびに、私たちはその目標に少しずつ近づいているのです」とミッチェル氏は言います。
ロビン・ジョージ・アンドリュースは、火山学者からフリーランスの科学ジャーナリストに転身しました。彼の処女作『スーパー火山：地球と宇宙の謎』は現在、全国の書店で販売中です。
