エトナ山は新たに特定された種類の火山活動を示している可能性がある

世界で最も研究されている火山の一つが、教科書どおりではないかもしれない

エトナ山は長く他の火山と一線を画してきたが、新たな研究は、その違いが珍しい化学組成や立地だけにとどまらないことを示している。Live Scienceが報じた研究によれば、エトナ山は研究者が新しい種類の火山活動と呼ぶものを示している可能性があり、それは地質学者が火山形成を理解するうえで長く用いてきた3つの標準分類に当てはまらない。

これは地球で最もよく知られた火山の一つにとって重要な主張だ。エトナ山はシチリア島東部にそびえ、海抜11,000フィート以上に達するが、その起源は従来の地質学的枠組みでは説明が難しかった。4月7日にJGR Solid Earthで発表されたこの新研究は、火山活動の分類方法をより広く見直す必要があることを示す説明を提示している。

3つの古典的モデル

この研究以前、研究者は通常、火山を3つの主要グループに分けていた。1つ目は中央海嶺火山で、プレートが離れる場所でマグマが上昇し、新しい地殻を形成する。2つ目はイエローストーンやハワイ諸島のようなプレート内火山で、マントルのホットスポットがプレート境界から遠く離れた場所で集中した噴火活動を引き起こす。3つ目は沈み込み帯火山で、1枚のテクトニックプレートが別のプレートの下に沈み込み、その過程で放出される水が地表下での融解を助けることで形成される。

これらの分類は、火山の振る舞いをテクトニックな環境と結びつける点で有用だった。しかしエトナ山は、この枠組みでは常に扱いにくかった。アフリカプレートがユーラシアプレートの下に沈み込む境界近くに位置しており、沈み込み環境を示唆するようにも見える。しかし実際にはプレート境界そのものにあり、ほとんどの沈み込み関連火山のような内陸ではない。

化学的・構造的な不一致

不一致は地理的なものだけではない。Live Scienceによると、エトナ山の溶岩の化学組成はホットスポット火山活動の産物に近いが、この地域の下にホットスポットがある証拠はない。するとこの火山は、典型的な沈み込み帯火山でも、ホットスポット火山でも、中央海嶺システムでもない、中間のどこかに置かれることになる。

この緊張が、エトナ山を長年の謎にしてきた。新研究は、それを petit-spot volcanism に似た形成過程に着目することで解決しようとしている。petit-spot 火山は海底に形成される小さな海山だ。通常は高さが数百フィート程度で、エトナ山よりはるかに小さいが、ここでの比較は規模ではなく仕組みに関するものだ。

新しい考え方が重要な理由

この類推が成り立つなら、エトナ山は既存分類の中の変わった例ではなく、マグマの生成と噴火の別経路を表すことになる。研究に関わっていないユタ大学の岩石学者Sarah LambartはLive Scienceに対し、この発見は「実際には新しい種類の火山活動を表している」と述べた。

この発言が重要なのは、火山学が比較の枠組みに大きく依存しているからだ。科学者は、何が岩石を融かすのか、マグマがどこにたまるのか、噴火がどう振る舞う可能性があるのか、そしてテクトニックな力が長期的進化をどう形づくるのかを理解するために火山を分類する。ヨーロッパで最も有名な火山の一つが根本的に異なる方法で形成されたのだとすれば、その枠組みは思っていたほど完全ではないのかもしれない。

なぜエトナ山は簡単に説明できなかったのか

シチリア島にあるエトナ山は、地中海でも最も複雑なテクトニック環境の一つに位置している。そこでのプレート運動は、入門地質学で使う単純な図解にはきれいに当てはまらない。プレート境界のまさにその場所にあるため、日本やカスケード山脈のような内陸沈み込み火山モデルでは、ずっと分類が難しかった。

今回の研究が説得力を持つのは、エトナ山を部分的にしか当てはまらない分類に無理やり押し込もうとしていないからだ。代わりに、分類システム自体の拡張が必要かもしれないと示している。地球科学の進歩はしばしばこうして起こる。まったく未知の対象を見つけるのではなく、長く既存の説明に抵抗してきた見慣れた対象をようやく説明できるようになることで進むのだ。

地球は今も研究者を驚かせるということ

エトナ山は地球上で最も観測されている火山の一つだが、それでもなお、火山活動の仕組みについて研究者に基本的なことを教えているのかもしれない。成熟した科学分野であっても、長年の前提は新しい証拠とより良いモデルによって修正されうる、という有益な思い出だ。

この研究は、3タイプの古典的枠組みの重要性を消し去るものではない。中央海嶺、ホットスポット、沈み込み帯は、地球上の火山活動の主要な原動力であり続けている。しかし、もしエトナ山が本当に独自の分類に属するなら、地質学者はマグマが上昇するための境界条件をもっと柔軟に考える必要がある。

今のところ重要なのは、教科書が突然時代遅れになったということではない。象徴的な火山が、研究者が火山システムを分類する方法の盲点を露わにした可能性があるということだ。科学では、そうした瞬間が次の発見への扉を開くことが多い。

この記事はLive Scienceの報道に基づいています。元記事を読む。