導入
火山は、溶岩や灰などのテフラの形でマグマが上昇することによって生じる物質の噴出と堆積によって形成される、地上、水中、または地球外の起伏です。このマグマは、マントルと、例外的に地殻の部分的な溶解によって生じます。その堆積は厚さ数千メートルに達し、山や島を形成することがあります。物質の性質、噴火の種類、頻度、造山運動に応じて、火山はさまざまな形をとりますが、一般的には、火口またはカルデラが頂上にある円錐形の山の外観をしています。
噴火中の物質の主な流出場所は、ほとんどの場合、火山煙突が開口する火山の頂上ですが、火山の側面または麓に横方向の開口部が現れることもあります。
地球上には主に 2 種類の火山が存在します。
- 比較的穏やかな噴出噴火と流れの形で流動性溶岩を放出する「赤い火山」。これらは「ホットスポット」火山と、主に海嶺の海底火山に代表される「降着」火山です。
- 爆発的な噴火を伴い、燃えるような雲や火砕流、噴煙の形でペースト状の溶岩や灰を放出する「灰色火山」。それらは主に「環太平洋火山帯」の火山と同様の沈み込み現象に関連しています。
活火山は約 1,500 個あり、そのうち約 60 個が毎年噴火します。海底火山はもっとたくさんあります。
「火山活動」とは、火山とマグマの存在に関連する一連の現象です。 「火山学」または「火山学」は、火山の危険性を研究、観察、予防する科学です。
「火山」という用語は、ギリシャのパンテオンにおけるヘファイストスに相当するローマの火の神ヴァルカンにちなんで名付けられたエオリア諸島の 1 つであるヴルカーノに由来しています。
説明
構造物とレリーフ
火山は、通常、それぞれの火山に見られるさまざまな構造で構成されています。
- マントルから噴出するマグマによって供給され、溜まりとマグマの分化の場所の役割を果たすマグマ溜まり。噴火後に火山が空になると、火山が沈下してカルデラが形成されることがあります。マグマだまりは、リソスフェアの深さ 10 ～ 50キロメートルの間に見つかります。
- マグマ溜まりから地表までのマグマの好ましい通過点である火山煙突。
- 火山の煙突が開口する火口または山頂カルデラ。
- マグマだまりまたは主火山煙突から始まり、通常は火山の側面、時には火山の麓に開く 1 つまたは複数の二次火山煙突。小さな二次錐体が生じる可能性があります。
- 横方向の亀裂は、火山の膨張または収縮によって引き起こされる、火山の側面の縦方向の亀裂です。亀裂噴火の形で溶岩が放出される可能性があります。
火山の形
噴出する溶岩の種類と噴火の種類に応じて、火山はさまざまな形態を取ることができます。
- 楯状火山では、溶岩の流動性により直径が高さよりもはるかに大きく、停止するまでに数キロメートル移動する可能性があります。マウナ ケア、エルタ エール、ピトン ド ラ フルネーズなどがその例です。
- 成層火山では、溶岩の粘性がより高いため、その直径がその高さに対してよりバランスが取れている場合。これらは、ベスビオ山、富士山、メラピ山、セントヘレンズ山などの爆発的噴火を伴う火山です。
- 陸地または海洋の地殻にある線状の開口部によって形成され、そこから流動性の溶岩が流出する断層火山の場合。尾根の火山はラキやクラフラのような断層の形で現れます。
火成物
マグマ
マグマは、加圧下で、火山ガスを含む粘稠度の流体の物質であり、高温点などの熱点のレベルでのマントルの部分的または完全な融解（アナテクス）から形成された非結晶化したもので、減圧のようなものです。尾根および/または沈み込み溝のような水源。通常、このマグマは地表に上昇し、リソスフェアに貯留されてマグマだまりを形成します。この部屋では、全体的または部分的な結晶化および/または脱ガスが起こり、溶岩に変化し始めます。圧力が地表に放出されるのに十分になると、火山煙突に沿って上昇し、溶岩の形で放出されます。つまり、完全または部分的にガスが抜けます。
テフラと溶岩
マグマがマントルの融合から生じたものであるか、リソスフェアの一部から生じたものであるかによって、同じ鉱物組成、同じ水や火山ガスの含有量、同じ温度はありません。さらに、地表に戻るために通過する地形の種類とマグマだまり内での滞在期間に応じて、鉱物、水、および/またはガスを積み込んだり降ろしたりし、多かれ少なかれ冷却が少なくなります。これらすべての理由により、テフラと溶岩は、火山ごとにまったく同じになることはなく、同じ火山であっても噴火ごとにまったく同じになることはありません。
火山から放出される物質は一般に、マグマガラスに埋め込まれたマイクロライトで構成される岩石です。玄武岩では、最も豊富な鉱物はシリカ、輝石、長石ですが、安山岩はシリカと長石がより豊富です。岩石の構造も異なります。玄武岩では結晶が小さく数も少ないことがよくありますが、安山岩では一般に結晶が大きくなり、数が多くなります。これは、マグマがマグマだまり内に長く留まっていたことを示しています。火山から放出される物質の 95% は玄武岩または安山岩です。
火山から放出される最もよく知られた物質は、流れの形をした溶岩です。ホットスポット、尾根、地溝帯火山活動の場合はマントルの融解から生じる玄武岩質タイプ、または沈み込み火山活動の場合はリソスフェアの融解から生じる安山岩質タイプ、まれに炭酸タイプで、それに沿って流れる流動性溶岩から形成されます。火山の側面。溶岩の温度は 700 ～ 1,200 °Cで、流れは長さ数十キロメートル、時速50 キロメートルの速度に達し、溶岩トンネルの中を進みます。それらは、滑らかでサテンのような外観を持ち、当時は「パホイホイ溶岩」または「紐付き溶岩」と呼ばれたり、粗くて鋭い外観を持ち、当時は「アア溶岩」と呼ばれていました。これらの溶岩の流れは厚さ数メートルにもなり、完全に冷えるまでに数十年かかることもあります。例外的な場合には、溶けた溶岩が主火口または副火口を満たし、溶岩湖を形成することがあります。溶岩湖の存続は、マグマだまりからの溶岩の供給と、溶岩の硬化を制限するための火山ガスの上昇による永続的な混合に伴う火口外のオーバーフローとのバランスによってもたらされます。これらの溶岩湖はハワイの噴火中にのみ誕生し、溶岩の大きな流動性がこれらの現象の形成と維持を可能にします。ハワイのキラウエアとレユニオンのピトン・ド・ラ・フルネーズは、噴火の際に溶岩湖ができる 2 つの火山です。エチオピアのエルタ・エールと南極のエレバス山は、ほぼ永久的な溶岩湖を持つ世界で唯一の火山の一つです。エルタ エールの特定の噴火では、溶岩湖が空になるか、逆に水位が上昇し、ついには溢れ出て火山の斜面に流れが形成されます。
ほとんどの場合、火山物質はテフラで構成されています。これらは、火山灰、火山礫、スラグ、軽石、火山弾、岩石または玄武岩の塊、黒曜石などです。これは火山から引き裂かれたマグマと岩石の破片で構成されており、粉砕されて大気中に数十キロメートルの高さまで飛び出すこともあります。最も小さな灰は、卓越風に乗って地球の周りを回ることがあります。最大の噴出物である火山弾は家ほどの大きさになることもあり、通常は火山の近くに落下します。火山弾がまだ溶けた状態で放出されると、大気中を移動するときに紡錘形になったり、地面に衝突すると牛の糞になったり、水があるとパンの皮になったりすることがあります。小さな小石のように見える火山礫は、厚い層に蓄積してポッツォラーナを形成することがあります。本物の溶岩の泡である軽石は非常に軽く、空気を多く含むので水に浮くことができます。最後に、溶岩の細かい滴が噴出して風に乗って運ばれると、「ペレ毛」と呼ばれる長いフィラメントに伸びることがあります。
火山ガス
マグマには溶存火山ガスが含まれています。マグマの脱ガスは、噴火の誘発と噴火の種類を決定する現象です。ガス抜きによりマグマが火山煙突に沿って上昇し、粘性のあるマグマが存在する場合の噴火の爆発的で暴力的な性質が得られることがあります。
火山ガスは主に次のもので構成されています。
次に、一酸化炭素、塩化水素、二水素、硫化水素などの他の揮発性元素が続きます。深部でのマグマの脱ガスにより、表面に噴気孔が存在し、その周りに結晶、ほとんどの場合は硫黄が形成されることがあります。