火山（４）

目次
９．	噴火災害と火山の恵み
	（１）　火山周辺の被害
		ａ．火山砕屑物の降下
		ｂ．火砕流
		ｃ．火山泥流（ラハール）
		ｄ．溶岩流
		ｅ．ベースサージ
		ｆ．火山崩壊
		ｇ．津波
		ｈ．火山ガス
		ｉ．地震
		ｊ．空振
		ｋ．地殻変動
	（２）　広域的影響
	（３）　火山の恵み
	用語と補足説明
	この章の参考になるサイト

　火山灰の被害。大噴火だと火口から50km程度離れていても、数cm積もる。農作物や交通機関などへの影響や呼吸器への影響など。また、積もったあとで雨が降ると火山泥流（ラハール、水と火山灰が混じった流れなので水だけの洪水より破壊力がある）が発生する可能性がある。

　火山弾・火山岩塊などの噴石の落下の衝撃による被害。1977年の有珠山の噴火では火口から1～2km離れたところまで直径30cm～40cm程度の火山岩塊が飛び、厚さ12cmのコンクリートに穴を開けている。また、冷え切らない火山弾・火山岩塊により、火災が発生することがある。

　火砕流とその被害例についてはこちらを参照。火砕流噴火のような大規模なものが日本で起これば、数県かそれ以上の範囲が壊滅するだろう。そして、日本程度の範囲全体が大打撃を受けることになる。1983年のインドネシアのクラカトア火山の噴火がそれに近い。大規模なカルデラはこのような噴火でできる、ということは日本はかつて何回かこうした噴火に見舞われているということである。一番最近のこうした噴火は、約7000年前に喜界カルデラをつくった噴火であり、日本では1万年に1回程度の割合で起きている。

　通常発生する火砕流はこうしたものと比べればきわめて小規模なものであるが、襲ってくる速さ（数10m・ｓ^-1以上）を考えると、直面した場合とても逃げ切れるものではない。

　いったん堆積した火山灰などが、雨によって雨水とともに流れ出す。土石流ともいう。積雪時に噴火したり（1926年十勝岳）、氷河を融かしたり（1985年南米コロンビアのネバド・デル・ルイス火山で発生した火山泥流はふもとのアルメロ市を壊滅して23,000人の犠牲者を出した）、火口湖の水を溢れさせたり（1919年インドネシアのケルート火山で5,000人の犠牲者、現在は横からトンネルを掘って水が火口にあまりたまらないようにしているが、それでもまだ犠牲者が出ている）して発生したこともある。また、アイスランドでは、噴出したマグマが氷河を融かして洪水を引き起こしたりすることもある。

　溶岩の流れる速さはふつうはそれほど速くないので、直接巻き込まれることはあまりない。しかし、きわめて流れが速い場合は人も巻き込まれることがある。2002年1月、アフリカのコンゴの東にあるニイラゴンゴ火山の噴火の砕、ふもとのゴマ市ではこうした被害も出たという。

　いずれにせよ、溶岩流に襲われれば、農地や建築物、ライフラインは破壊される。流れ出したら止めようがないが、1973年、アイスランドのヘイマエイ島では、漁村に押し寄せた溶岩流に大量の海水を浴びせることによって冷やして流れを止めたこともある。

　穏やかな噴火をするハワイなどの火山も、浅い海底で火口が開くと、高温のマグマと海水が反応して、爆発的なマグマ水蒸気爆発を起こすことがある。このとき、火口から環状に広がる横殴りの爆風が発生することがある。これをベースサージという。火砕流が火口から環状に海面を広がるというイメージである。たんなるサージについてはこちらを参照。

　1790年のハワイ島キラウエア火山の噴火の際に発生したベースサージにより、カメハメハ王の1分隊がこれに巻き込まれて全滅したことがある。また、1952年の明神礁（東京の南方420kmある海底火山）の爆発では、調査を行っていた海上保安庁の第五海洋丸が遭難して31人の犠牲者を出したが、これもベースサージによるものではないかと思われている。

　激しい爆発で火山体そのものが崩壊することがある。火山体はそもそも、溶岩や火山噴出物が積み重なってできているので脆いものなのである。そして、火山体が崩壊すると、それが岩屑なだれとなってふもとを襲う。

　1888年の磐梯山の爆発（ウルトラブルカノ式噴火）では、山体の北側が崩壊し馬蹄形のカルデラをつくった。また、崩壊した膨大な量の土砂（1.2km³）はふもとの長瀬川、桧原川をせき止め、現在の裏磐梯の湖沼（桧原湖、小野川湖、秋元湖、五色沼を）をつくった。このとき、死者461名（理科年表による、磐梯山噴火記念館では477名）を出している。現在でも、湖の底には当時の家が見られるという。

磐梯山の崩壊の様子：東大地震研の鍵山研ホームページから
http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/kagiyama/tansa/bandai/bandai3.html
（2008年12月24日現在、リンク先がありません）

　アメリカのワシントン州の火山セントヘレンズは1980年5月に大噴火を起こし、北西斜面が崩壊した。これは磐梯山とは違い、高温のデイサイト質マグマが貫入してきたために山体が変形し、地震をきっかけに崩壊してプリニー式の噴火したのである。火砕流も発生し、爆風で木をなぎ倒したりもしている。

　1883年のクラカトアの噴火では、火山島であるクラカトアがその大噴火でカルデラを形成し、そこに落ち込んだ海水がその反動で高さ25m～30m程度の津波となって周辺を襲った。死者は36,000人を超えるという。ただし、死者はその他火砕流や火山灰に巻き込まれた人たちを含んでいる。

　1640年の北海道駒ヶ岳の噴火でも、火山崩壊を起こし、それまではきれいな富士山型の山体だったのが、現在のような姿になった。この岩屑なだれは海にもなだれ落ち、内浦湾に津波を発生させた。この津波により、700人ほどの犠牲者を出している。同じ北海道の渡島大島の1741年の噴火でも津波が発生し、北海道沿岸で1467名の犠牲者を出している。

　日本でもっと大規模なものは、1792年の雲仙普賢岳の崩壊に伴うものである。雲仙普賢岳周辺ではその前年から群発地震もあり、そして普賢岳の噴火が起き、溶岩の流出も続いていた。こうしたなか、震度5程度の地震をきっかけに、火山体（眉山）が崩壊した。岩屑なだれは有明海になだれ落ち、対岸の熊本（当時の肥後）に高さ10m程度の津波となって押し寄せた。深夜の出来事だったし、対岸では地震の揺れはそれほどでもなかったところを大津波が襲ってきたわけである。朝、登城する武士たちはその時初めて惨状に気がついたという。この津波による死者15,000人を超えた。このとき海に流れこんだ岩がつくった島が九十九島（つくもじま）である。この出来事は、島原で天変地異があり、肥後に大被害が出たので「島原大変肥後迷惑」と呼ばれている。1990年の普賢岳の活動の際にもっとも恐れられたのが、このタイプの被害であった。

※　ここでの九十九（つくも）島は西海国立公園（佐世保）のものではなく、この「島原大変肥後迷惑」のときに島原湾になだれ落ちた土砂が作ったものである。島原市防災マップ、雲仙ねっとなど参照。

　火山ガスの中には有毒な二酸化イオウ（SO2）、硫化水素（H2S）、塩化水素（HCl）、フッ化水素（HF）、一酸化炭素（CO）などが含まれている。だから、濃厚な火山ガスを吸い込むと危険である。実際日本では、小さな噴気によりたまった火山ガスを吸い込んで犠牲になった人がしばしば出ている。

　なお毒性は弱いが、火山ガスには二酸化炭素（CO2）も含まれている。二酸化炭素による被害は日本でも例があるが、大惨事になったのは、アフリカのカメルーンのニオス湖（火口湖）である。1986年8月、湖水に溶け込んでいた大量のCO2が何らかの原因で突然に噴きだし、そのCO2は空気より重いので低地に向かって流れ出し、ふもとの村で1,700人以上の犠牲者を出している。またこのとき、家畜も大量に死んでいる。

　現在（2004年5月段階）ではCO2がたまりすぎないように（湖水に溶け込みすぎないように）、湖水からCO2を抜く施設ができている。しかし、近くで同じような危険性があるというマヌーン湖では対策が遅れている。この二つの湖の水は、底層部の二酸化ガスがとけ込んだ水と上層部の淡水がわかれたままで混ざり合わない特殊な構造をしている。

　また日本では、三宅島は2000年8月の噴火以来、火口から大量のSO2を放出し続けていて、全島民が帰島できないでいる。

　地下のマグマの活動によって地震が起る。活断層が動く通常の地震と違い、あまりマグニチュードの大きな地震は起きない。ただし、ハワイでは、マグニチュード7よりも大きな地震になったこともある。

　それよりも心配は、脆くなった火山体が地震によって崩壊することである。ｆ．火山崩壊参照。

　爆発により空気が振動する。火口に近い建物では窓ガラスが割れたりすることもある。1986年の三原山の噴火のおり、筆者の自宅は多摩丘陵の高層の建物だったが、窓ガラスがびりびり振るえていた。当時は空振とは思わなかったが、その後こうしたことは起きないし、他に原因も考えられないので、三原山噴火の際の空振と思う。

　噴火の際はマグマが移動したり、上昇したりするので、それに伴って地盤が隆起したり、ありは割れ目ができたりする。当然、道路・建物に被害が出ることもある。

　大規模な噴火では、カルデラが形成されることもある。2000年8月の三宅島の噴火の際に、カルデラが形成される現場が目撃された。その火口の様子は、こちらを参照。

　大噴火のとき、大量の火山灰や火山ガスを高さ十数km以上の高さまで噴き上げることがある。火山ガスの中の二酸化イオウ（SiO2）は大気の中で化学反応（水酸基と結合）して、硫酸の細かい粒（硫酸ミストのエアロゾル）になる。こうした火山灰や硫酸ミストはμm（10^-6m、1mmの1000分の1）オーダーの大きさで、空気の抵抗のために落下速度がきわめて遅く、そのままではなかなか落ちてこない。こうした火山灰や硫酸ミストが太陽の光を遮るのである。

　この高さの大気は成層圏と呼ばれる層で、雲がほとんど発生しない、つまり雨が降らない層である。ジャンボジェット機などはこの高さを飛んでいる。ジャンボジェット機に乗ったことがある人は、この高さを飛んでいるときはいつも青空（地表で見るよりも濃い色）なのに気がつくであろう。　雨が降らないということは、雨によって火山灰のような微粒は洗い落とされず、そのまま長期間漂うということを意味している。

　この成層圏を覆う火山灰や硫酸ミストが太陽の光を遮り、地球の気温を低下させる可能性がある。

フィリピンのピナツボ火山は1982年に大噴火をした。その噴火後の北緯30°～40°の気温（だいだい色＝各月の平均気温との差）とその移動平均（赤色、短期成分をのぞいたもの）。硫酸ミストのエアロゾルの値（緑色）。横軸は1982年を原点とする月単位。硫酸エアロゾルの値は、噴火後9年～10年後に急増し、その後急速に減っている。そのエアロゾルの値が大きかったときに、気温が最大-0.6℃下がっている。九州大学総合研究博物館
http://www.museum.kyushu-u.ac.jp/PLANET/05/05-8.html

　日本では1783年の天明の大飢饉を招いた気温の低下は、その年の浅間山の大噴火の影響といわれることがあるが、1783年5月の浅間山の噴火は地球規模での気温低下を招くほどの大噴火ではない。もし影響があったとしたら、同じ年のアイスランドのラカキガル火山（ラキ火山）の大噴火（長大な割れ目から大量の溶岩が洪水のようにのあふれ出たアイスランド式噴火）ためであろう。この噴火のために耕地が使えなくなったため餓死者も出ていて、これを合わせてアイスランドでは1万人以上の死者を出している。

　もっとも、地球の気温そのものが変動しているので、どこまでがその変動の範囲か、どこからが火山噴火の影響下の見極めは難しい。＜かけがえのない地球＞の＜第6章　地球の環境＞の「（２）　地球温暖化－ａ－」参照。また恐竜などの大型は虫類が繁栄した中生代（約2億5100万年前～6500万年前まで）は、非常に温暖な時代で、気温も高かったという。それは中生代は火山活動が活発で、その火山ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）による温室効果が地球の気温を上げていたという。このように、火山活動による地球の気候に対する影響の見積もりは難しい。

　ただ、細かい火山灰が太陽のまわりに暈（かさ、太陽のまわりにできる虹状の環、屈折ではなく回折という現象で起こる）をつくることもあり、この暈をビショップ環という。また、このとき異常に赤い色や藤色の朝焼け・夕焼けも見られることがある。上のピナツボ火山の噴火後もこうした現象が観察されている。

　火山活動により美しい景観が生まれる。日本の国立公園の多くは火山地域である。また、温泉、湧水なども火山周辺で多く、さらには地熱発電も開発されている。降り積もった火山灰も、年月がたてばアルカリ土壌化して、野菜の栽培に適したものになる（嬬恋キャベツ、桜島ダイコンなど）。また、火山灰や軽石が固まった凝灰岩は石材として用いられる。火山活動が黒鉱などの鉱床を生むこともある。

カメハメハ大王：カメハメハ大王（1758年ころ～1819年）は、それまで部族間の対立が続いていたハワイ諸島を初めて統一した（完全統一は1810年）。ハワイの文化を守ろうとしたカメハメハ大王の遺志もむなしく、その後ハワイ王国は1893年に武力でアメリカに制圧され、1898年にアメリカに併合される。1900年にアメリカの準州となり、1959年にアメリカの第50番目の州となった。

ビショップ：ハワイの宣教師だった。1883年のインドネシアのクラカタア火山の爆発のさい、彼がが初めて報告したので、こうしてできる太陽の暈（かさ）にその名が付いている。

温泉：温泉は、地中からゆう出（湧出）する温水、鉱水及び水蒸気その他のガス（炭化水素を主成分とする天然ガスを除く。）をいう（温泉法）。温水とは25℃以上のもの、鉱水とは何らかのイオン（法律で決まっている）を一定量溶かし込んでいるもの。火山性の温泉は、地下水がマグマで温められたり、マグマ起源の熱水や火山ガス（酸性成分）が混じったりしてできる。周囲の岩石からはアルカリ性成分が供給される。

　火山性でない温泉もある。地下水も深いところから採取すれば温泉になっている。地温勾配が2.5×10^-2K・m^-1とすると、地表付近で15℃の地下水も、1000ｍの深さでは25℃温度が上がって40℃の温泉になる。東京では、かつての海水が地中に閉じこめられて、塩分の濃い鉱水（温泉）となっているものがある。

二酸化炭素の毒性：最低中毒濃度：　２％（産業中毒便覧　昭和５７年増補版による）。OEL（許容濃度）：　5000 ppm （日本産業衛生学会による勧告値）

吸入毒性：　比較的低濃度で呼吸中枢が刺激され、高濃度では中枢神経全般にわたる抑制（麻酔作用）が現る。
２～３％：呼吸中枢が刺激され、呼吸深度と呼吸数が増加する。
３～６％：過呼吸、頭痛、めまい、悪心、聴力視力の低下などの症状が現れる。
６～10％：上記症状の他、意識レベルの低下、その後意識喪失に至る。
10％以上：数分以内に意識喪失し、放置すれば急速に呼吸停止を経て死に至る。
30％以上：ほとんど８～１２呼吸で意識を喪失、その後短時間で生命の危険あり。

以上二酸化炭素の毒性は、消防研究所消火研究グループ佐宗祐子氏（2008年12月24日現在リンク先が見あたりません）による。なお、通常大気中の二酸化炭素濃度は約0.04％である。


火山泥流で壊滅したアルメロ市 http://volcano.oregonstate.edu/vwdocs/volc_images/img_ruiz.html	ケルート火山の火口湖 http://www.doubledeckerpress.com/kelut.htm


1986年三原山噴火の際の溶岩流（大島測候所） http://www.tokyo-jma.go.jp/home/oshima/kazan/kazan6_oosi.htm	ニイラゴンゴ火山の溶岩流に襲われたゴマ市。 http://hakone.eri.u-tokyo.ac.jp/kazan/koukai02/hamaguchi.html


ランドサット7号が撮影したセントヘレンズ。北西側が崩壊している。 http://visibleearth.nasa.gov/view_rec.php?id=189	崩壊したところに新しい溶岩ドームができている。 http://vulcan.wr.usgs.gov/Volcanoes/MSH/NatMonument/framework.html （アメリカ地質調査所（USGS））


ニオス湖：消防防災博物館 http://www.bousaihaku.com/cgi-bin/hp/ index.cgi?ac1=R102&ac2=R10206&ac3=1345&Page=hpd_view	ニオス湖のガス抜き作業：東京大学理学研究科地殻化学実験施設 http://www.eqchem.s.u-tokyo.ac.jp/kenkyu/noblegas/terrestrial/2-nyos.html


火山ガスを放出する三宅島火口：気象庁 http://www.seisvol.kishou.go.jp/tokyo/320_Miyakejima/320_index.html	三宅島の火山ガス（SO2）の放出量の推移：気象庁 http://www.seisvol.kishou.go.jp/tokyo/320_Miyakejima/so2emission.htm

第二部－２－ 地球の科学

第二部－２－　地球の科学