2018年5月、ハワイのキラウエア火山は数ヶ月にわたる噴火を開始し、後に同火山史上最悪の被害をもたらすこととなりました。山頂のハレマウマウ火口は徐々に崩壊し、周囲を飲み込みました。一方、火口下から流れ出たマグマは河川や溶岩の噴泉となり、東側の斜面からは噴出しました。最終的に、キラウエア火山はオリンピックサイズのプール約32万個分に相当する溶岩を噴出しました。
この激しい噴火は、科学者たちの予想とは違った形で終結した。8月1日には、明日はないかのように溶岩が噴き出し続けていた。しかし、8月4日には、すべての火山活動が突然鈍化した。山頂は比較的静まり返り、溶岩は東側斜面からわずかに流れ出る程度になった。まるで誰かが蛇口を閉めたかのようだった。
世界各地で発生した同様の噴火、つまり大釜のような山頂と大量の溶岩を特徴とする噴火と同様に、キラウエア火山の激しい噴火を支えていたマグマ溜まりは枯渇したと思われていた。しかし、今月サイエンス誌に掲載された新たな研究は、不可解な展開を示した。噴火中の火山の規模変化に基づくと、噴火終息までに枯渇したマグマ溜まりは、わずか11%、最大で33%にとどまっていた。
つまり、キラウエア火山のマグマがほんのわずかしか噴出せず、あれほどの破壊を引き起こしたということです。そして、それは現在も答えられない疑問を浮かび上がらせます。「まだ噴出するだけのマグマが残っていたのに、なぜ噴火はそこで止まったのでしょうか？」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で、この研究の共著者でもあるマイケル・ポーランド氏はギズモードに語りました。
この謎を解くことは重要です。火山の異常現象を予測する際には、噴火の引き金となる要因に（当然のことながら）多くの注目が集まると、米国地質学会火山科学センターの地球物理学者で、この研究の筆頭著者であるカイル・アンダーソン氏はギズモードに語りました。科学者は、必ずしも噴火に繋がるとは限りませんが、何か問題が起きそうな兆候を察知することに長けています。ニュージーランドのホワイト島／ファカアリ火山で月曜日に起きた悲劇が如実に示しているように、特定の噴火様式はまだ予測できない場合もあります。いつか予測できるようになる日が来るかもしれませんが、今のところは、世界中のいくつかの火山で、これらの蒸気噴火が人々を驚かせ続けるでしょう。
噴火の終息はこれまであまり注目されていませんが、昨年のキラウエア火山の猛威は、なぜこの状況を変える必要があるのかを如実に示しています。アンダーソン氏によると、3ヶ月続いたあの噴火は、その影に隠れた人々に甚大な影響を与え、当時はそれがどれくらい続くかを予測することは困難でした。将来の噴火の終息を予測できれば、噴火の影響を最も受けた人々にとって大きな助けとなるでしょう。
リストの上位にある火山はある程度互換性がありますが、キラウエア火山は最近、科学者によってアメリカで最も危険な火山にランク付けされました。世界で最も監視が行き届いている火山の一つであるにもかかわらず、その詳細はまだ不明な点が多く残っています。その一つが、マグマの含有量です。マグマの含有量は、噴火時に生命を脅かす溶岩がどれだけ噴出するかを決定づける重要な要因です。
「ほとんどの火山の地下にどれだけのマグマが蓄えられているのか、私たちがほとんど何も知らないというのは実に驚くべきことです」とアンダーソン氏は述べた。「マグマは火山にとって非常に基本的な指標です。しかし、私たちはそれを全く知らないのです。」
2018年の噴火と、今は消滅した溶岩湖を支えたハレマウマウ火山の浅いマグマ溜まりの規模については、これまでの推定値がかなり小さいものから巨大なものまで、数桁も異なっていた。ポーランド氏によると、この噴火でできた32万個のオリンピックサイズの溶岩プールは、マグマ溜まりの容積に関するこれまでの推定値の範囲内であり、マグマの供給が枯渇したために噴火が停止したと考えるのは妥当だった。
この仮説を裏付ける前例がありました。2014年に始まったアイスランドの劇的なホルフロイン火山の噴火は、2015年初頭に終息すると予測されていました。この予測は、マグマ溜まりが最終的に枯渇し、噴出する溶岩の量が指数関数的に減少し、ついには何も残らないという考えに基づいています。この予測はまさに的中していたため、キラウエア火山にも同じことが当てはまるかもしれません。
しかし、キラウエア火山は最後まで勢いを緩めなかった。わずか2、3日で、勢いを全開にしていた状態から、ほぼ完全に停止状態に陥った。「私たちは驚きました」とアンダーソン氏は語った。当然のことながら、科学者たちは何かがおかしいと疑い始めた。
2018年10月、山頂が数時間から数日間収縮し、その後数時間から数日間再び膨張する様子が観測されました。この周期は同年初めにも観測されており、火山の浅いマグマ溜まり内でまだ何かが起こっていることを示唆していました。これは、火山内にマグマがまだ存在し、噴火直後から既にマグマが補充されていたことを示唆していました。
キラウエア火山の浅いマグマの聖域に元々どれだけのマグマが蓄えられていたかを突き止めなければ、これらすべてを理解することは不可能でした。幸いなことに、科学者たちは豊富なデータに恵まれていました。2018年の噴火は人類史上最も多くの記録が残る地質学的出来事でした。山頂の規模は常に記録され、刻々と変化し、有名な溶岩湖の排水量も記録されていたため、科学者たちはより正確な推定値を得ることができました。
噴火前、山頂の下に0.6～1.7立方マイルのマグマが残っていたことが判明しました。このうち約0.2立方マイルが2018年に噴火しました。では、なぜ残りのマグマは噴火しなかったのでしょうか？
一つの可能性は、残ったマグマが噴出するのに苦労したということです。結局のところ、マグマ溜まりは100%溶融池ではありません。その多くは、その寿命の大半は完全に固体のまま、あるいは液体の流れがスポンジのようなより硬いマグマの迷路を蛇行する、どろどろとした状態のままです。そのような物質は、高温で溶融し、浮力のあるマグマほど簡単に噴出しません。
もう一つの可能性は、山頂の崩壊に関係しています。噴火中、クレーターの崩壊とキラウエア火山の東側斜面を通じたマグマの流出が交互に起こり、それぞれの崩壊が溶岩の噴出量の増加と同時期に起こりました。マグマの上にある岩石がピストンのように崩壊し、歯磨き粉のチューブを絞り出すように、マグマを別の場所へ押し出していたようです。おそらく、崩壊した岩石が動かなくなったことで噴火が止まったのでしょう。
「端的に言えば、本当のところは分かりません」とアンダーソン氏は述べた。「しかし少なくとも、マグマがなくなったからではないという、かなり強い兆候が今はあります。」山頂のより深く、おそらくより大きな窪みに閉じ込められたマグマを含め、まだ十分に残っています。もしかしたら、世界中の他の火山も、マグマの埋蔵量について私たちを欺いてきたのかもしれません。
キラウエア火山の噴火が当時、その重要性を改めて認識させなかったとしても、今回の研究は、火山の複雑さを過小評価してはならないことを改めて認識させてくれる。火山は一見、単純な溶岩生成装置のように見えるかもしれないが、「地表の火山は、私たちが目にできるほんの一部に過ぎない」と、今回の研究には関わっていないスミソニアン協会世界火山活動プログラムの火山学者、ジャニーン・クリップナー氏はギズモードに語った。
地下で何が起こっているのかを解明するには、膨大な研究、技術、経験が必要です。そして、これら3つすべてを1世紀以上かけてもなお、キラウエアは、私たちが地表の下に何があるのかほとんど知らないことを明らかにしています。
