火山雷で辺境の噴火を監視できる可能性、最新研究

飛行機の安全確保に貢献も、世界規模の雷観測網を活用

2018.12.14
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火砕流の中を走る稲妻。2014年、インドネシア・スマトラ島のシナブン山の噴火にて。(PHOTOGRAPH BY MARTIN RIETZE / SCIENCE SOURCE)
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 2014年2月13日の夜、インドネシアのケルート山が噴火。TNT火薬250メガトン分ものエネルギーが大地を揺るがした。噴煙は上空2万5000メートルまで上がり、岩石の破片は数百キロ離れた所まで飛び散った。(参考記事:「【動画】圧倒的、チリ・カルブコ火山の噴火」

 しかし、すさまじい噴火が起こした現象はそれだけにとどまらなかった。何百もの火山雷が頭上を走り、稲妻が蜘蛛の巣のように夜空に広がったのだ。科学者たちは、こうした雷が美しいだけでなく役に立つかもしれないと考え始めている。学術誌「Journal of Volcanology and Geothermal Research」に掲載された新たな研究成果は、火山雷を、火山噴火の危険を探知する監視ツールとして活用できる可能性を示している。(参考記事:「火山雷が発生、新燃岳噴火」

「他の火山噴火監視ツールではカバーできないすき間を埋めるようなものです」。論文の主著者で、米国地質調査所(USGS)カスケード火山観測所の火山学者、アレクサ・バン・イートン氏はこう話す。

 最新の研究で利用されたのが、50以上の大学や機関の協力で運用されている世界雷位置観測網(WWLLN、World Wide Lightning Location Network)のデータだ。バン・イートン氏らのチームはこのデータと衛星画像を使って、噴火のある時点で雷の発生頻度がピークに達する傾向があり、目撃情報が寄せられる前でも、火山がどう活動しているかの手掛かりになることを示した。

「これらの観測網を使い始めたところ、他の手段では決してアクセスやデータ収集ができなかった火山について、これまでよりもずっと正確な見通しが得られるようになっています」

【動画】火山入門:火山は美しく、ダイナミックで、危険な存在だ。世界では毎年50以上の火山が噴火している。火山が形成され、噴火するしくみを学び、火山ができやすい場所を知ろう。(解説は英語です)

辺境の火山の危険性

 休止している火山について科学者が得る情報の大部分は、地震計のネットワークからもたらされている。しかし、これらの機器は設置や維持に費用がかかり、世界に約1500ある活火山を測定し続けるのは不可能だ。

 そこで、主として付近に人口が多い火山が監視されているが、それ以外の「地質学上の大物」が危険ではないわけではない。現在、人類はひんぱんに空を利用している。つまり、辺境の火山による危険は高まる一方だ。飛行機が火山灰の噴煙の中を飛べば、エアフィルターが詰まり、エンジンが完全に故障することもある。1982年には、飛行中だったボーイング747のエンジンが火山灰によってすべて停止する事故が起こっている。(参考記事:「アイスランド、火山雷の最新調査」

 監視の穴をいくらか埋めるのに衛星画像が役立つこともあるが、完璧なシステムはない。雲や夜の闇は、衛星画像を簡単に覆い隠してしまう。近年、爆発的噴火の位置を特定する有望な監視ツールとして、超低周波音にも期待が寄せられている。しかし、こうした音波が伝播する経路によっては、機械の「耳」が聞く音を変質させてしまう可能性がある。

 このような課題が浮かび上がったのは2016年、米国アラスカ州ボゴスロフ島の火山が噴火したときのことだ。盛んに利用される飛行経路の下にあるこの小島は、海岸の地形の変化が激しいために地震計を設置することが難しいうえ、上空がたびたび雲で覆われる。このため、2016年12月半ばに噴火が始まったとき、1週間以上誰も気付かなかった。

 対照的に、雷はすぐに検出できる。数百キロ離れていても観測可能で、霧や暗闇にも妨げられない。また音と違って、光は経路にも影響されない。したがって火山監視の手段の中でも貴重なツールになるとバン・イートン氏は話す。

 雷が役に立つのは、それが発生する理由にある。雷は一般に、電子が粒子から放出されて生じる電荷不均衡という状態で発生する。その一因が摩擦だ。下敷きで頭をこすると髪の毛が立ち上がるのと同じ原理だ。

次ページ:500回近い雷撃が発生

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