命を奪う火砕流、猛スピードの原因を解明

エアホッケーのように空気層の上を滑っていた、最新研究

2019.04.10
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高温のガス、灰、岩からなる火砕流が、インドネシア、ジャワ島中央部にある活火山ムラピの斜面を流れ落ちる。(PHOTOGRAPH BY TOM PFEIFFER, VOLCANO DISCOVERY, GETTY IMAGES)
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 火山が噴火した際に、多くの死者が出る原因の一つとなっているのが火砕流だ。高熱のガスや灰、岩屑などが混ざり合って斜面を流れ下る現象で、その奔流の温度は約700℃、スピードは時速80キロを超える。

 予測することも逃げることも難しい現象だが、火山に近いコミュニティを守るうえで、火砕流の仕組みを理解することはきわめて重要だ。たとえば、火砕流は想定以上に遠くまで達することがよくあるが、その原理はこれまでわかっていなかった。(参考記事:「火山雷で辺境の噴火を監視できる可能性、最新研究」

 この疑問への答えを提示する新たな研究成果が、4月8日付けで学術誌『Nature Geoscience』に発表された。

空気の層で摩擦を回避

 論文によると、火砕流があれほど速く、あれほど遠くまで移動できるのは、それらが空気のクッションの上を滑っていくためだという。適度に細かい灰やガスなどがぎゅっと凝縮された火砕流は、なめらかな空気の土台に乗って前進する。この空気は、火砕流が斜面を下ったり、水平な地面を進んだりするときの摩擦を減らし、また十分な勢いがあれば、斜面を登ることも可能にする。

 実際の火砕流を分析するのは困難だし、極めて危険だ。そこで研究チームは、ニュージーランドで2000年前に起こった大噴火による堆積物を大量に用いて、屋内で再現実験を行うことにした。彼らは堆積物を熱してから12メートル弱の滑り台を滑らせ、小規模ではあるが驚くほど現実に近い火砕流を作り出した。(参考記事:「恐ろしい大噴火、高熱で脳が沸騰、頭骨が爆発」

 さらにコンピューター・シミュレーションを用いて、この実験結果から実際の規模の火砕流を再現した。すると、得られたデータは、前述の摩擦を回避するメカニズムが噴火の最中にも働いていることを示していた。

「実験と数値モデルを組み合わせることで、複雑な自然のプロセスをより深く理解できるという好例です」と、今回の研究には参加していない米国立自然史博物館の実験火山学者、ベン・アンドリューズ氏は語る。

参考ギャラリー:大迫力、空から至近距離で撮ったハワイの溶岩 10点(画像クリックでギャラリーへ)
米国ハワイ島、キラウエア火山から流れる溶岩流。ドローンを使って撮影した。(PHOTOGRAPH BY EREZ MAROM)

次ページ:実験の動画、エアホッケーの原理

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