地球や月などの天体内部から地表へと噴出した灼熱の液体、それが溶岩です。通常、800℃から1,200℃という極めて高い温度を持ち、火山の火口や地殻の裂け目から地上または海底へと流れ出します。溶岩は単なる液体ではなく、その化学組成によって性質が劇的に変わり、冷却されることで多様な火山岩へと姿を変えます。
溶岩の挙動を決定づける最大の要因は「粘性（ねばりけ）」です。多くの溶岩の粘性はケチャップに近いと言われており、水よりも数万倍も高い値を示します。しかし、空気に触れた表面がすぐに固まって断熱層（殻）を作るため、内部の熱が保持され、想像以上の距離を流動することが可能です。
Key Facts
- 定義： 地表に噴出したマグマ、およびそれが冷却して固まった岩石を指す。
- 温度範囲： 一般的に800℃〜1,200℃（特殊な組成ではさらに高温または低温になる）。
- 粘性の決定要因： 主にシリカ（二酸化ケイ素）の含有量と温度によって決まる。
- 流動形態： 粘性が低いものは広範囲に広がり、高いものはドーム状に盛り上がる。
- 危険性： 物件への破壊力は甚大だが、流速が遅いため人命被害は比較的少ない（例外あり）。
化学組成による溶岩の分類
溶岩は含まれるシリカ（SiO2）の割合によって、大きく4つのケイ酸塩溶岩に分類されます。シリカ量が多いほど粘性が高くなり、噴火の形態も爆発的になる傾向があります。
1. フェルシック（酸性）溶岩
シリカ含有量が63%を超える流紋岩やデイサイトなどが該当します。極めて粘性が高く、ゆっくりと押し出されて溶岩ドームや厚い流れ（クーリー）を形成します。多くの場合、爆発的な噴火を伴い、冷却過程で黒曜石が含まれることがあります。
2. 中間的（中性）溶岩
シリカ含有量が52%〜63%の安山岩などが含まれます。フェルシックよりも温度が高く、粘性はピーナッツバターに近い状態です。アンデス山脈のような成層火山でよく見られ、ブロック状の溶岩流を形成しやすいのが特徴です。
3. マフィック（塩基性）溶岩
シリカ含有量が45%〜52%で、鉄やマグネシウムを豊富に含む玄武岩質溶岩です。粘性が低いため非常に遠くまで流れ、緩やかな傾斜の盾状火山や洪水玄武岩を作り出します。地表ではパホイホイやアア溶岩となり、海底では枕状溶岩を形成します。
4. ウルトラマフィック（超塩基性）溶岩
シリカ含有量が45%未満の非常に稀な溶岩で、コマタイアイトなどが代表的です。かつての地球では1,600℃という超高温で噴出し、エンジンオイルのようにサラサラとした流動性を持っていました。地球内部の冷却に伴い、現代ではほとんど見られません。
特殊な組成を持つ非ケイ酸塩溶岩
一般的なケイ酸塩以外の成分で構成される珍しい溶岩も存在します。タンザニアのオルドイニョ・レンガイ火山で噴出するナトロカーボナタイト溶岩は、主に炭酸ナトリウムで構成されており、温度は500℃前後と非常に低く、水に近いほどの極めて高い流動性を持ちます。
また、チリのラスタリア火山では、硫黄堆積物が約113℃という低温で融解し、硫黄溶岩流を形成することが確認されています。
溶岩の形態と地質学的特徴
表面形態による違い
玄武岩質溶岩は、その冷却状態や粘性の変化によって異なる外見を示します。
- パホイホイ溶岩： 滑らかで縄状の表面を持ち、小さなローブ（葉状）状に前進します。内部に溶岩チューブを形成し、熱を逃がさず遠方まで流れます。
- アア溶岩： 表面が鋭くゴツゴツとした岩塊で覆われています。パホイホイ溶岩が冷却され粘性が増すと、この形態に移行します。
- ブロック溶岩： 粘性の高い溶岩が断片化して形成される、角張った岩塊の集まりです。
特殊な構造と地形
溶岩が冷却される過程で、特有の構造が生まれます。例えば、急激な冷却によって形成される柱状節理は、幾何学的な柱状の割れ目を作ります。また、溶岩が海に流れ込むと、急冷されて丸い塊となる枕状溶岩が形成され、新たな陸地を拡大させます。
その他の現象
溶岩が非爆発的に高く噴き上がる「溶岩噴水」という現象があります。イタリアのエトナ火山では、最大で3,400mに達する噴水が記録されました。また、南極のエレバス山やエチオピアのエルタ・アレのように、恒久的な溶岩湖を持つ場所も世界にわずかに存在します。
溶岩の組成比較まとめ
| 分類 | シリカ含有量 | 代表的な岩石 | 粘性 | 主な噴火形態 |
|---|---|---|---|---|
| フェルシック | 63%超 | 流紋岩 | 極めて高い | 爆発的 / ドーム形成 |
| 中間的 | 52% 〜 63% | 安山岩 | 中程度 | 成層火山 / ブロック流 |
| マフィック | 45% 〜 52% | 玄武岩 | 低い | 盾状火山 / 広域流動 |
| ウルトラマフィック | 45%未満 | コマタイアイト | 極めて低い | 超高温流動（古代） |
溶岩による災害とリスク
溶岩流は進路上のあらゆる建造物を破壊する圧倒的な力を持ちます。しかし、多くの場合は流速が遅いため、人間や動物が避難する時間は十分にあります。
ただし、例外的に危険なケースもあります。コンゴ民主共和国のニイラゴンゴ山では、火口壁の崩壊により溶岩湖が短時間で流出し、時速100kmという猛烈な速度で村々を襲い、多くの犠牲者を出しました。このように、地形や粘性によっては極めて迅速な避難が必要となる場合があります。
Frequently Asked Questions
溶岩とマグマは何が違うのですか？
マグマは地球の内部にある溶融した岩石を指し、それが地表や海底に噴出したものを溶岩と呼びます。
なぜ溶岩によって流れる速さが違うのですか？
主に「粘性」と「傾斜」によって決まります。シリカ含有量が少なく粘性が低い溶岩は速く遠くまで流れ、粘性が高い溶岩はゆっくりと盛り上がるように流れます。
パホイホイ溶岩がアア溶岩に変わることはありますか？
はい、あります。溶岩が流動しながら冷却され、温度が下がって粘性が高まると、滑らかなパホイホイ溶岩からゴツゴツしたアア溶岩へと変化します。
溶岩はすべて同じ温度なのですか？
いいえ、組成によって異なります。一般的な玄武岩質溶岩は1,100〜1,200℃ですが、特殊な炭酸塩溶岩（ナトロカーボナタイト）は500℃前後とかなり低温です。
溶岩流から逃げるのは難しいのでしょうか？
多くの溶岩流は歩いて逃げられるほど低速ですが、ニイラゴンゴ山のように急斜面を高速で流れ下るケースや、避難路が遮断されるリスクがあるため、常に警戒が必要です。
References
- Philpotts, Anthony R.; Ague, Jay J. (2009). Principles of igneous and metamorphic petrology (2nd ed.). Cambridge, UK: Cambridge University Press. pp. 53–55. .
- "Lava". Merriam-Webster Online Dictionary. 2012-08-31. Retrieved 8 December 2013.
- "Lava". Dictionary.reference.com. 1994-12-07. Retrieved 8 December 2013.
- Serao, Francesco (1778). Istoria dell' incendio del Vesuvio accaduto nel mese di maggio dell'anno MDCCXXXVII. Naples: Presso Il De Bonis. Retrieved 6 August 2022.
- "Vesuvius Erupts, 1738". Linda Hall Library of Science, Engineering & Technology. Retrieved 6 August 2022.
- , p. 19.
- Guijón, R.; Henríquez, F.; Naranjo, J.A. (2011). "Geological, Geographical and Legal Considerations for the Conservation of Unique Iron Oxide and Sulphur Flows at El Laco and Lastarria Volcanic Complexes, Central Andes, Northern Chile". Geoheritage. 3 (4): 99–315. :2011Geohe...3..299G. :10.1007/s12371-011-0045-x. 129179725.
- Harlov, D.E.; et al. (2002). "Apatite–monazite relations in the Kiirunavaara magnetite–apatite ore, northern Sweden". Chemical Geology. 191 (1–3): 47–72. :2002ChGeo.191...47H. :10.1016/s0009-2541(02)00148-1.
- , pp. 132–133.
- , p. 25.
📸 フォトギャラリー