246

日本惑星科学会誌 Vol. 27, No. 3, 2018

地球物理学者によるハワイ島の火山見学案内 2

はしもと じょーじ

12（要旨）前編 [1] に続いて本稿 も無保証である．本稿に関連していかなる損害が発生したとしても，筆者は一切責任をとらない．

1. キラウエアは活発に噴火中

くなく，溶岩ツアーで見た溶岩流も，ずんずん広がっていくというよりは，もぞもぞゆっくりと動いてはい2018 年 5 月以降，キラウエア（Kilauea）火山は非常る，という感じで筆者がこれまでの溶岩ツアーで見たに活発な火山活動を継続している [2]．東リフトゾー

ものに比べて明らかに低調であった．オーシャンエン

ン（East Rift Zone）では，溶岩が噴泉となって噴き出し，

トリーもなく，「もうちょっと活発に活動してくれて噴き出した溶岩はチャネルをつくって地表を流れていもいいんじゃない」と思ったものである ．

3

る．そして，高温のまま海に流れ込んだ溶岩は海水を現在の活発な火山活動がいつまで継続するのかはわ

蒸発させ，大気中で凝結した水蒸気はもくもくと立ちからない．もしかすると，あっさり終息するかもしれ

上 が る 白 い 雲を作っている．山頂のハレマ ウ マ ウ

ないし，あるいは，そこそこ長い期間にわたって継続（Halemaumau）火口でも噴石をまき散らすような爆発するかもしれない．国立公園は閉鎖されているが，空が発生し，キラウエアの南側面ではマグニチュード

中に噴き上げられる溶岩の噴泉やチャネルをどんどん

6.9 の地震も発生した．5 月 11 日以降，ハワイ火山国

流れていく溶岩を見るなら，今が好機である．筆者は立公園は閉鎖されており [3]，前編の火山見学案内 [1]

これまで利用したことはないが，観光目的のヘリコプで紹介した見所の多くは見学できなくなっている．

ターツアーがヒロ空港発着で運行されているので，次2018 年 3 月に筆者がハワイ島を訪れたとき，キラウ
エア火山はとても静穏で，活発な噴火活動が始まるとにハワイ島を訪間したときにはヘリコプターで上から4

溶岩流を見たいと思っている ．

は全く予想されていなかった．ハレマウマウ火口は噴「ハワイの噴火はすごいですね．ずいぶんと危険な煙を噴き上げてはいたが，モクモクというよりはモヤところに行かれていたんですね」などと，大学のトイモヤという感じで，全く勢いがなかった．プウ・オオ

レで他学科の教員から話しかけられたりする ．そん（Puu Oo）からは溶岩が出ていたが，量はそれほど多なときは，「ハワイよりも日本の方がよっぽど危ない

1. 岡山大学理学部地球科学科
george@gfd-dennou.org
2. 図らずもキラウエアの噴火が活発化したので，火山見学案内 [1]は追記が必要になったと思っていた．そんなときに，編集長が「もっと書いてもいいですよ」と言ったので，最近の噴火の状況に関する追記だけでなく，前編では分量の都合で割愛したことも書くことにした．編集長の言葉はただの社交辞令であったのかもしれないが，筆者と編集長の付き合いはそこ
そこ長いはずで，編集長は筆者に社交辞令が通じないことを知っているはずである．したがって，遊星人のページ数が増えたことの責任は編集長にある．

3. 筆者がそう思った（願った）ことと噴火は無関係である．1996
年の七夕で，短冊に「かいわれだいこん おどりぐい」と書いた
ら，その後，O157による食中毒騒ぎが起こって，カイワレダ
イコンは店頭から消えてしまった．ちなみに，カイワレダイ
コンは食中毒とは無関係であることが後に明らかとなった．
もちろん，筆者の書いた短冊と食中毒騒ぎも無関係である．
4. 観光目的で飛行するヘリコプターやセスナは，ハワイだけでなく世界各地で運行されている．そして，墜落事故は時々発生している．2013 年 2 月にはルクソールで観光客を乗せた熱気球が墜落する事故が発生した．直後の 2013 年 3 月に実施した岡山大学理学部の実習では，理学部長から「ヘリコプターは危険だから乗ってはいけない」と禁止令が出た．

5

2

༹‫ؠ‬෾ग़ྔͷਪఆ

2.1

౦Ϧϑτκʔϯͷ෾Ր

地球物理学者によるハワイ島の火山見学案内２／はしもと
247Ϧϑτκʔϯ͸ɼࢁෲׂΕ໨෾Ր͕ूத͢Δઢঢ়ͷ஍ଳͰ͋ΔɽϦϑτκʔϯͷ෾ՐΛҾ
1:
表1 : 溶岩チャネルのパラメタ．
km ͷਂ͞ʹୡ͢Δɽ
͖‫͍ͯ͜͠ى‬Δͷ͸஍Լʹ͋Δ΄΅Ԗ௚ͷฏߦ‫Ͱ܈຺ؠ‬ɼͦͷߏ଄͸਺ଟ͘ͷՐࢁͰ͸ɼ̎ͳ͍̏ͭ͠ͷϦϑτκʔϯ͕ͦΕͧΕ 120 ౓ͣͭ཭Εͯ‫ܗ‬੒͞ΕΔɽϋϫ
𝑤 = 100 m
June 10, 2018 - Kilauea [2]ΠͷՐࢁ͸௕͍Ϧϑτκʔϯ͕ൃୡ͢Δ͜ͱ͕ಛ௃ͷͻͱͭͱ‫ݴ‬ΘΕ͍ͯͯɼͦͷͨΊɼϋ
𝑢max = 2 km/hour
June 17, 2018 - Kilauea [2][4]ɽ2018 ೥ 5ϫΠͷՐࢁౡ͸ԁͱ͍͏ΑΓ͸௕ԁ΍֯ͷམͪͨࡾ֯‫͍ͯͬͳʹܗ͍ۙʹܗ‬Δ3

𝜌 = 2500 kg/m݄ʹ༹‫ؠ‬Λ෾͖ग़࢝͠Ίͨ౦ϦϑτκʔϯͷՐ‫ޱ‬͸ɼࢁ௖͔Β
30 km Ҏ্཭Ε͍ͯͯࢁ௖Α𝜇 = 1000 Pa·sΓ΋ւʹ͍͕ۙɼϦϑτκʔϯ͸཮্͚ͩͰͳ͘ւఈʹ΋ଓ͍͍ͯΔ͜ͱΛߟ͑Δͱɼඞͣ
本文
͠΋ࢁ௖͔Βԕ͍ͱ͸‫͍ͳ͑ݴ‬৔ॴͰ͋Δɽ
α = 0.01 rad
𝑔 = 9.8 m/s2Ϧϑτκʔϯͷ෾ՐͰ෾ग़͍ͯ͠ΔϚάϚ͸ɼࢁ௖Լʹ͋ΔϚάϚཷ·Γ͔Β‫͞څڙ‬Ε͍ͯΔͱߟ͑ΒΕ͍ͯΔɽ࣮ࡍʹɼ౦ϦϑτκʔϯͰ෾Ր͕࢝·ͬͯҎ߱ɼࢁ௖ͷΩϥ΢ΤΞɾと思いますよ．いつ地震が来るかわからないですかる．実際に，東リフトゾーンで噴火が始まって以降，June 7, 2018 - Kilauea [2]Google66 ݄ 15 ೔͔Β 18 ೔ͷؒʹΧϧσϥ಺Ͱ͸ 260 × 106 m3 ʹ૬Χϧσϥͷఈ͸௜͍߱ͯͯ͠ɼ
ら 」と答えている．噴石が飛んで来るようなところに山頂のカルデラ底は沈降しており，山頂下にあるマグද 1: ༹‫ؠ‬νϟωϧͷύϥϝλ
行くのは危険だが，そういう場所に近寄らないのであマ溜まりの体積の減少が示唆される．カルデラ底の沈౰͢Δؕ຅͕ੜͨ͡ (June 18, 2018 - Kilauea [2])ɽؕ຅͸ࢁ௖Լʹ͋ΔϚάϚཷ·Γͷମੵ
7
れば，特別に危険ということはないはずと思う ．
降量から山頂下にあるマグマ溜まりの体積減少率を求ͷ‫ݮ‬গʹΑͬͯҾ͖‫͜͞ى‬Εͨ΋ͷͰɼϚάϚཷ·Γͷମੵͷ‫ݮ‬গ͸౦ϦϑτκʔϯͰ༹‫ؠ‬ɹɹɹɹɹɹɹɹɹɹɹɹɹ
஋m3/s になる 8．マグマ溜まりの体積減少がจ‫ݙ‬
めると，702. 溶岩噴出量の推定
2.1

東リフトゾーンの噴火

東リフトゾーンでの溶岩噴出にそのまま対応するなら，͕෾͖ग़ͨ͜͠ͱʹؔ܎͍ͯ͠ΔɽԾʹɼؕ຅ͨ͠ମੵͱ౳͍͠ྔͷ༹‫͕ؠ‬౦Ϧϑτκʔϯ༹‫ؠ‬νϟωϧͷ෯w = 100 m

June 10, 32018 - Kilauea [2]東リフトゾーンの溶岩噴出率は 70 m /s ということにͰ෾͖ग़ͨ͠ͷͩͱ͢Δͱɼ༹‫ؠ‬ͷ෾ग़཰͸͓͓Αͦ 1 × 103 m3 /s ͱͳΔɽ
なる． u
༹‫ؠ‬ͷ࠷େྲྀ଎ɹ
June 19, 2018 - Kilauea [2]max = 7.7 m/s
東リフトゾーンで実際に噴出している溶岩の噴出率
౦Ϧϑτκʔϯ͔Β࣮ࡍʹ෾ग़͍ͯ͠Δ༹‫ؠ‬ͷ෾ग़཰͸ɼ༹‫ؠ‬νϟωϧͰଌఆ͞Εͨ࠷େ༹‫ؠ‬ͷີ౓ɹɹɹ
ρ = 2500 kg/m3
リフトゾーンは，山腹割れ目噴火が集中する線状のを，溶岩チャネルで測定された流速を使って推定してྲྀ଎ [2] Λ࢖ͬͯਪఆ͢Δ͜ͱ͕Ͱ͖Δɽࣼ໘ΛఆৗʹྲྀΕΔ೪ੑྲྀମͷ଎౓෼෍͸ɼ
地帯である．リフトゾーンの噴火を引き起こしている
みる．斜面を定常に流れる粘性流体の速度分布は，
༹‫ؠ‬ͷ೪ੑ཰ɹɹ
µ = 100 Pa·sρg sin α  2のは地下にあるほぼ鉛直の平行岩脈群で，その構造は(1)u=
h − y2 （1）
2µ
数 km の深さに達する．多くの火山では，2 ないし 3 つฏ‫౓ࣼۉ‬ɹɹɹɹα = 0.02 radGoogle ϚοϓɼJune 7, 2018 - Kilauea [2]で与えられる[5]．ここで u は斜面に沿った速度，ρ
のリフトゾーンがそれぞれ 120 度ずつ離れて形成されͰ༩͑ΒΕΔ [5]8 ɽ͜͜Ͱu ͸ࣼ໘ʹԊͬͨ଎౓ɼρ ͸ྲྀମͷີ౓ɼg ͸ॏྗՃ଎౓ɼα ͸ਫ
は流体の密度，𝑔る．ハワイの火山は長いリフトゾーンが発達することॏྗՃ଎౓ɹɹɹ
g = 9.8 は重力加速度，αは水平に対する斜m/s2
ฏʹର͢Δࣼ໘ͷ֯౓ɼµ ͸೪ੑ཰ɼh ͸ࣼ໘ʹରͯ͠ਨ௚ʹଌͬͨྲྀମͷް͞ɼy ͸ྲྀମͷ面の角度，μは粘性率，h は斜面に対して垂直に測っが特徴のひとつと言われていて，そのため，ハワイの6͜͜Ͱ͸νϟωϧͷఈ໘Ͱಇ͘೪ੑΛߟྀ͍ͯ͠Δ͕ɼνϟωϧͷଆ໘Ͱಇ͘೪ੑ͸ߟྀ͞Ε͍ͯͳ͍ɽ͔͠͠
た流体の厚さ，𝑦 は流体の表面から斜面に対して直交
火山島は円というよりは長円や角の落ちた三角形に近8ද໘͔Βࣼ໘ʹରͯ͠௚ަ͢Δํ޲ʹଌͬͨ࠲ඪ
0 ͸ྲྀମͷද໘ɼ=y=h ͸ࣼ໘ͷද໘)する方向に測った座標（𝑦 =(y0 =は流体の表面，𝑦hはい形になっている [4]．2018 年 5 月に溶岩を噴き出し始

5

斜面の表面）である．流速が最大となるのは表面で，Ͱ͋Δɽྲྀ଎͕࠷େͱͳΔͷ͸ද໘Ͱɼͦͷ଎౓ umax ͸
その速度 umax はれていて山頂よりも海に近いが，リフトゾーンは陸上
めた東リフトゾーンの火口は，山頂から 30 km 以上離だけでなく海底にも続いていることを考えると，必ずumax =

しも山頂から遠いとは言えない場所である．
リフトゾーンの噴火で噴出しているマグマは，山頂Ͱ͋Δɽρg sin α 2
h
2µ



（2）

(2)

である．

6 月 7 日の溶岩チャネルは，火口から海まで 12.5 km
下にあるマグマ溜まりから供給されていると考えられ
6
݄
7
೔ͷ༹‫ؠ‬νϟωϧ͸ɼՐ‫͔ޱ‬Βւ·Ͱ12.5 km ͷ௕͕͋ͬͨ͞ (June 7, 2018 ている．山頂下にあったマグマが東リフトゾーンで噴
8. [2]（July 17, 2018, - Kilauea）によると，ハレマウマウの底は5月

き出せば，山頂下にあるマグマ溜まりの体積は減少す
Kilauea [2])ɽՐ‫ޱ‬ͷඪߴ͸
Google ϚοϓΛ‫ݟ‬Δͱ
800 feet ͘Β͍ͳͷͰɼ༹‫ؠ‬νϟωϧͷ
頭にあった位置から450m沈降したとあるので，沈降速度は2

おおよそ 6 m/dayと計算される．火口の大きさを1 km とし
3て，体積変化率 70 m /sを得る．一方で，[2]5. 1度や2度ではないので，筆者のことを「ハワイ火山の専門家」（June 19, 2018 2 ͱද 1 ʹ͋Δ஋Λ࢖͏ͱɼ༹‫ؠ‬νϟωϧΛྲྀΕฏ‫౓ࣼۉ‬͸ 0.02 rad ͱ͍͏͜ͱʹͳΔɽࣜ
6と誤認している人がそれなりの数で存在しているらしい．
Kilauea）には，6月15日から18日の間にカルデラ内で260×10
3
6. という話をした直後に大阪で大きな地震が発生した．もちろmに相当する陥没が生じた，との記述がある．この陥没量をΔ༹‫ؠ‬ͷް͞ h ͸ 3 m ͱਪఆ͞ΕΔɽ
3
ん偶然である．
単位時間当たりに換算すると，1000 m /sになる．これは実際
7. 安全を保証するものではありません．
に山頂で生じている変化に対して大きすぎるように思われる．

༹‫ؠ‬ͷް͕͞ਪఆͰ͖ͨΒɼ࣍͸༹‫ؠ‬νϟωϧΛྲྀΕΔ༹‫ؠ‬ͷϑϥοΫε F Ͱ͋Δɽ༹ͳ͕Βɼ݁ՌΛ‫ͨݟ‬ΒΘ͔ΔΑ͏ʹɼࠓճѻ͍ͬͯΔνϟωϧ͸෯ (100 m) ʹରͯ͠ਂ͕͞ઙ͍ (3 m) ͷͰɼνϟωϧͷଆ໘Ͱಇ͘೪ੑΛແࢹͯ͠΋݁Ռ͸͍ͨͯ͠มΘΒͳ͍ɽ

F

=

 h

uw dy

(3)

2
umax hw
3

(4)

0

=

࠶ͼද 1 ʹ͋Δ஋Λ࢖͏ͱɼ༹‫ؠ‬෾ग़཰͸ 1.5 × 103 m3 /s ͱͳΔɽ͜Ε͸ઌʹࢁ௖ͷΧϧσϥఈͷؕ຅ͷେ͖͔͞Βਪఆ༹ͨ͠‫ؠ‬෾ग़཰ʹ΄΅Ұக͢Δ9 ɽ
日本惑星科学会誌 Vol. 27, No. 3, 2018248

ද 2: Րࢁౡͷՙॏʹؔ࿈͢Δύϥϝλ
表2 : 火山島の荷重に関連するパラメタ．

の長さがあった（[2] June 7, 2018 - Kilauea）．火口の標

2.2 Րࢁౡͷମੵ ɹɹɹɹɹɹɹɹɹɹ ஋
高は Google マップを見ると 800 feet くらいなので，溶岩チャネルの平均斜度は 0.02 rad となる．一般に，斜Րࢁౡͷਫฏεέʔϧจ‫ݙ‬L = 200 kmϓϨʔτӡಈͷ଎౓ͱࢁମͷେ͖͔͞Βɼ༹‫ؠ‬෾ग़཰ͷ‫ͯͬੵݟ‬ΈΔɽ͜͜Ͱ͸؆୯ʹɼ
度は火口に近いところでは急で，火口から離れると緩やかになる．ここでは火口から離れた場所における溶ՐࢁౡͷԖ௚εέʔϧ H = 9 km
10 cm/yearϋϫΠॾౡ͸ԣ౗͠ʹͨ͠ࡾ֯பͷ‫ܗ‬Λ͍ͯͯ͠ɼࡾ֯ப͕ϓϨʔτӡಈͷ଎౓
岩流の流速を用いて溶岩の厚さを推定することにして，όϧδͷҐஔɹɹɹɹ

xb = 250 km[5]Ͱ৳ͼ͍ͯ͘ͱߟ͑Δ͜ͱʹ͢ΔɽϋϫΠౡͷେ͖͞͸ɼϓϨʔτӡಈʹ௚ަ͢Δํ޲ͩͱ
斜度はざっくり平均の半分とする．以上より，式2とϚϯτϧͷີ౓ɹɹɹ ρm = 3300 kg/m [5]
表 1 にある値を使って，溶岩チャネルを流れる溶岩の5 km ͷւఈ͔Βͦͼ͍͑ͨͬͯΔͷ͓Αͦ 100 kmɼߴ͞͸ 4 km ͘Β͍͕ͩɼͦΕ͸ਫਂ
3

厚さ h は 2 m と推定される．

஍֪ͷີ౓ɹɹɹɹɹ

ρc = 2750 kg/m3[5]ւਫͷີ౓ɹɹɹɹɹ

ρw = 1000 kg/m3[5]ϓϨʔτӡಈͷ଎౓ɹv = 10 cm/yearͰɼࢁମͷஅ໘͸͓͓Αͦఈล L = 200 kmɼߴ͞ H = 9 km ͷࡾ֯‫͋Ͱܗ‬Δ10 ɽ

溶岩の厚さが推定できたら，次は溶岩チャネルを流れる溶岩のフラックス F である．溶岩チャネルの幅を෾ग़༹ͨ͠‫ؠ‬ͷྔΛ‫ੵݟ‬΋ΔͨΊʹ͸ɼՐࢁౡͷՙॏʹΑͬͯւ༸ఈ͕ԜΉ͜ͱ΋ߟྀ͢‫ؠ‬νϟωϧͷ෯Λ w ͱ͢Δͱɼ‫ؠ‬νϟωϧͷ෯Λ w w
ͱ͢Δͱɼ
とすると，

F
F

=
=
=
=


 hh
0
0

Δඞཁ͕͋Δɽઢঢ়ͷՙॏʹΑΔϦιεϑΣΞͷ‫͛ۂ‬͸ɼҎԼͷࣜͰ༩͑ΒΕΔ [5]ɽ

uw dy
uw dy

2
2 umax hw
3 umax hw
3



（3）

(3)
(3)

3





x
V0 α −x/α 2 ͷ਺஋ΛೖΕͯ‫͢ࢉܭ‬Δͱɼ༹‫ؠ‬෾ग़཰͸x
͜͜Ͱ v ͸ϓϨʔτӡಈͷ଎౓Ͱ͋Δɽද
0.13
(4)



ζ=

8D

e

cos

α

+ sin

α



（5）

(5)

100 ສ೥͘Β͍͔͔Δͱࢥ͏ͱɼ͜͜Ͱ‫ੵݟ‬΋༹ͬͨ
km3 /year ʹͳΔɽࢁମΛ‫ܗ‬੒͢Δͷʹ(4)（4）

ここで，ζは荷重がかかることでリソスフェアに生͜͜Ͱɼ3ζ ͸ՙॏ͕͔͔Δ͜ͱͰϦιεϑΣΞʹੜͨ͡Ԗ௚ํ޲ͷมҐɼ
V0 ͸୯Ґ௕͋ͨ͞‫ؠ‬෾ग़཰͸ 100 ສ೥͘Β͍ͷฏ‫ۉ‬తͳ༹‫ؠ‬෾ग़཰ͱ͍͏͜ͱʹͳΔɽ
再び表 1 にある値を使うと，溶岩噴出率は80 m /s とじた鉛直方向の変位，V0 は単位長さあたりの荷重，࠶ͼද 1 ʹ͋Δ஋Λ࢖͏ͱɼ༹‫ؠ‬෾ग़཰͸
1.5 × 1033 m33 /s ͱͳΔɽ͜Ε͸ઌʹࢁ௖ͷΧϧσ࠶ͼද 1 ʹ͋Δ஋Λ࢖͏ͱɼ༹‫ؠ‬෾ग़཰͸ 1.5 × 10 m /s ͱͳΔɽ͜Ε͸ઌʹࢁ௖ͷΧϧσϋϫΠՐࢁࠃཱެԂ [3] ͷ FAQ Λ‫ݟ‬Δͱɼ‫ࡏݱ‬ͷΩϥ΢ΤΞͷ༹‫ؠ‬෾ग़཰͸ 200,000(flexural（flexuralparameter)parameter）
ɼD ͸‫߶͛ۂ‬ੑ(flexural rigidity)ɼx ͸
Γͷՙॏɼα ͸‫͛ۂ‬ύϥϝλなる．これは先に山頂のカルデラ底の陥没の大きさか
αは曲げパラメタ，D は曲げ剛ϥఈͷؕ຅ͷେ͖͔͞Βਪఆ༹ͨ͠‫ؠ‬෾ग़཰ʹ΄΅Ұக͢Δ99 ɽ
3 /day ͱ͋Δɽ͜Ε͸ 0.07-0.18 km3 /year Ͱɼࢁମͷେ͖͔͞Β‫ੵݟ‬΋༹ͬͨ‫ؠ‬
9500,000mϥఈͷؕ຅ͷେ͖͔͞Βਪఆ༹ͨ͠‫ؠ‬෾ग़཰ʹ΄΅Ұக͢Δら推定した溶岩噴出率にほぼ一致するɽ．
性（flexural rigidity），x は荷重からの水平距離である．
9

2.2

2.2
2.2

ࢁ௖ԼͷϚάϚཷ·Γ͔ΒҠಈͨ͠ϚάϚͷશ͕ͯ౦ϦϑτκʔϯͰ෾ग़ͨ͠ͱ͸‫ݶ‬Βͳ͍ (஍දʹग़Δ͜ͱͳ෾ग़཰ʹ΄΅౳͍͠ɽ༹‫ؠ‬෾ग़཰͸࣌ؒతʹมಈ͍ͯ͠ΔͰ͋Ζ͏͔Βɼ‫ࡏݱ‬ͷॠؒతͳ༹
火山島の荷重によって曲げられたリソスフェアは，荷火山島の体積ՙॏ͔Βͷਫฏ‫͋Ͱ཭ڑ‬ΔɽՐࢁౡͷՙॏʹΑͬͯ‫͛ۂ‬ΒΕͨϦιεϑΣΞ͸ɼՙॏͷ௚Լ͘஍Լʹ͋ͬͯࢁମΛ๲Β·ͤͨ΋ͷ͕͋ͬͯ΋Α͍) ͠ɼΧϧσϥఈ͕ؕ຅͢ΔΑΓલʹҠಈͨ͠ϚάϚ͕෾ग़͠ՙॏ͔Βͷਫฏ‫͋Ͱ཭ڑ‬ΔɽՐࢁౡͷՙॏʹΑͬͯ‫͛ۂ‬ΒΕͨϦιεϑΣΞ͸ɼՙॏͷ௚Լ重の直下（x = 0）で最も凹み，x b = πα の周辺にバル100 ສ೥͘Β͍ͷฏ‫ۉ‬తͳ༹‫ؠ‬෾ग़཰ͱ͍͍ͩͨಉ͡Ͱ͋Δ͜ͱʹҙຯ͸ͳ͍͔‫ؠ‬෾ग़཰͕

Ͱ࠷΋ԜΈɼ
xb = πα ͷपลʹόϧδ(๲ΒΈ) Λͭ͘Δɽ
͍ͯͯ΋Α͍
(ͦͷ৔߹ʹࢁମ͸ॖখ͢Δ)ɽ΋͏Ұஈਫ਼౓ͷߴ͍ٞ࿦Λ͢ΔͨΊʹ͸ɼࢁମͷମੵมԽΛ‫ݟ‬Δඞཁ
プレート運動の速度と山体の大きさから，溶岩噴出ジをつくる．
Րࢁౡͷମੵ
(x(x==0)0)Ͱ࠷΋ԜΈɼx（膨らみ）
΋͠Εͳ͍͕ɼ΋͠΋ɼ༹‫ؠ‬෾ग़཰ͷ࣌ؒతͳมಈ͕খ͍͞ͳΒ͹ɼ྆ऀ͕Ұக͢Δ͜ͱ͔b = πα ͷपลʹόϧδ (๲ΒΈ) Λͭ͘Δɽ

Րࢁౡͷମੵ

率を見積ってみる．ここでは簡単に，ハワイ諸島は横͕͋Δɽ

ハワイ諸島周辺の海底地形において，バルジはおお250km
kmͷҐஔʹ‫ݟ‬ΒΕΔɽͷҐஔʹ‫ݟ‬ΒΕΔɽ
ϋϫΠॾౡपลͷւఈ஍‫͍͓ͯʹܗ‬ɼόϧδ͸͓͓ΑͦΒ༹‫ؠ‬ͷ෾ग़‫ܗ‬ଶʹ͍ͭͯߟ࡯͢Δ͜ͱ͕Ͱ͖ΔɽΩϥ΢ΤΞͷ༹‫ؠ‬෾ग़཰͸஍දʹ෾ग़͠
xbxb==250
ϋϫΠॾౡपลͷւఈ஍‫͍͓ͯʹܗ‬ɼόϧδ͸͓͓Αͦ
10ϓϨʔτӡಈͷ଎౓ͱࢁମͷେ͖͔͞Βɼ༹‫ؠ‬෾ग़཰ͷ‫ͯͬੵݟ‬ΈΔɽ͜͜Ͱ͸؆୯ʹɼֆΛඳ͍ͯΈͨΒ (ඳ͔ͳͯ͘΋) Θ͔Δ͕ɼࢁମͷ͏ͪւ໘্ʹ͋Δग़͍ͯΔ෦෼ͷମੵ͸ࢁମશମͷ
10%͘
250 km の位置に見られる．このことから，倒しにした三角柱の形をしていて，三角柱がプレート
よそ x b =ϓϨʔτӡಈͷ଎౓ͱࢁମͷେ͖͔͞Βɼ༹‫ؠ‬෾ग़཰ͷ‫ͯͬੵݟ‬ΈΔɽ͜͜Ͱ͸؆୯ʹɼ༹ͨ‫͚ͩؠ‬ΛදΘ͍ͯ͠Δͷʹର͠ɼࢁମͷେ͖͔͞Β‫ੵݟ‬΋༹ͬͨ‫ؠ‬෾ग़཰͸஍දʹ͸ग़
α
=
80
km
ͱਪఆ͞ΕΔ[5]
ɽ·ͨɼ‫͛ۂ‬ύϥϝλͱ‫߶͛ۂ‬͜ͷ͜ͱ͔Βɼ‫͛ۂ‬ύϥϝλ͸
曲げパラメタはα=80kmと推定される[5]．また，運動の速度 10 cm/year で伸びていくと考えることに͜ͷ͜ͱ͔Βɼ‫͛ۂ‬ύϥϝλ͸ α = 80 km ͱਪఆ͞ΕΔ [5]ɽ·ͨɼ‫͛ۂ‬ύϥϝλͱ‫߶͛ۂ‬Β͍͔͠ͳ͍ɽࢁମͷେ෦෼͸ւ໘Լʹ͋Δɽ
10 cm/yearϋϫΠॾౡ͸ԣ౗͠ʹͨ͠ࡾ֯பͷ‫ܗ‬Λ͍ͯͯ͠ɼࡾ֯ப͕ϓϨʔτӡಈͷ଎౓ͳ༹͔ͬͨ‫ؠ‬΋‫ؚ‬Ήɽ͕ͨͬͯ྆͠ऀͷҰக͸ɼϋϫΠͷϗοτεϙοτͰ͸༹‫ؠ‬ͷେ෦෼
10 cm/yearϋϫΠॾౡ͸ԣ౗͠ʹͨ͠ࡾ֯பͷ‫ܗ‬Λ͍ͯͯ͠ɼࡾ֯ப͕ϓϨʔτӡಈͷ଎౓
曲げパラメタと曲げ剛性の関係は次のように与えられする．ハワイ島の大きさは，プレート運動に直交するੑͷؔ܎͸࣍ͷΑ͏ʹ༩͑ΒΕΔɽɽੑͷؔ܎͸࣍ͷΑ͏ʹ༩͑ΒΕΔ [5][5]Ͱ৳ͼ͍ͯ͘ͱߟ͑Δ͜ͱʹ͢ΔɽϋϫΠౡͷେ͖͞͸ɼϓϨʔτӡಈʹ௚ަ͢Δํ޲ͩͱ͕஍දʹ෾͖ग़͍ͯΔ͜ͱΛࣔࠦ͢Δɽ7
る [5]．
方向だとおよそ 100 km，高さは 4 km くらいだが，そͰ৳ͼ͍ͯ͘ͱߟ͑Δ͜ͱʹ͢ΔɽϋϫΠౡͷେ͖͞͸ɼϓϨʔτӡಈʹ௚ަ͢Δํ޲ͩͱ
1/4

1/4
4D
れは水深
5 km の海底からそびえたっているので，山4D
4 km ͘Β͍͕ͩɼͦΕ͸ਫਂ
5 km ͷւఈ͔Βͦͼ͍͑ͨͬͯΔͷ͓Αͦ 100 kmɼߴ͞͸
α
=
(6)
α=
(6)

（6）
͓Αͦ 100 kmɼߴ͞͸ 4 km ͘Β͍͕ͩɼͦΕ͸ਫਂ 5 km ͷւఈ͔Βͦͼ͍͑ͨͬͯΔͷ
9w) g
m−ρ
(ρ(ρ
m − ρw ) g
体の断面はおおよそ底辺 L = 200 km，高さ H =9 km
10Ͱɼࢁମͷஅ໘͸͓͓Αͦఈล L = 200
10 kmɼߴ͞ H = 9 km ͷࡾ֯‫͋Ͱܗ‬Δ10 ɽ
L = 200．kmɼߴ͞ H = 9 km ͷࡾ֯‫͋Ͱܗ‬Δ
ɽ ここでρm はマントルの密度，ρͰɼࢁମͷஅ໘͸͓͓Αͦఈล
の三角形である23
w は海水の密度である．
͜͜Ͱρ͸Ϛϯτϧͷີ౓ɼ͸ւਫͷີ౓Ͱ͋Δɽදʹ͋Δ஋Λ࢖͏ͱɼ
2.3×1023m
͜͜Ͱ ρm ͸Ϛϯτϧͷີ౓ɼρwρw͸ւਫͷີ౓Ͱ͋Δɽද
2 2ʹ͋Δ஋Λ࢖͏ͱɼ
DD==2.3×1023噴出した溶岩の量を見積もるためには，火山島の荷表 2 にある値を使うと，D = 2.3 × 10 N m となる．そ෾ग़༹ͨ͠‫ؠ‬ͷྔΛ‫ੵݟ‬΋ΔͨΊʹ͸ɼՐࢁౡͷՙॏʹΑͬͯւ༸ఈ͕ԜΉ͜ͱ΋ߟྀ͢෾ग़༹ͨ͠‫ؠ‬ͷྔΛ‫ੵݟ‬΋ΔͨΊʹ͸ɼՐࢁౡͷՙॏʹΑͬͯւ༸ఈ͕ԜΉ͜ͱ΋ߟྀ͢
ͱͳΔɽͦͯ͠ɼ୯Ґ௕͋ͨ͞ΓͷՙॏVV0͸ɼւ༸ఈͷ্ʹ͋Δࢁମͷେ͖͞Ͱ༩͑
͸ɼւ༸ఈͷ্ʹ͋Δࢁମͷେ͖͞Ͱ༩͑
NNmmͱͳΔɽͦͯ͠ɼ୯Ґ௕͋ͨ͞Γͷՙॏ
0
して，単位長さあたりの荷重
V0 は，海洋底の上にあ重によって海洋底が凹むことも考慮する必要がある．
Δඞཁ͕͋Δɽઢঢ়ͷՙॏʹΑΔϦιεϑΣΞͷ‫͛ۂ‬͸ɼҎԼͷࣜͰ༩͑ΒΕΔ [5]ɽ[5]
ɽΔඞཁ͕͋Δɽઢঢ়ͷՙॏʹΑΔϦιεϑΣΞͷ‫͛ۂ‬͸ɼҎԼͷࣜͰ༩͑ΒΕΔる山体の大きさで与えられる．
線状の荷重によるリソスフェアの曲げは，以下の式で
ΒΕΔɽ
ΒΕΔɽ


3
与えられる [5]．
x
V0 α
LH
cos xLH
x + sin x (5)ζ = V0 α3 e−x/α

（7）
(7)
c − ρw ) g
V0V0== 2 (ρ(ρ(7)
c − ρw ) g(5)
ζ = 8D e−x/α cos α + sin α
2
α
α
8D
11

ここでρc は地殻の密度である．
11͜͜Ͱρ ρc͸஍֪ͷີ౓Ͱ͋Δ͸஍֪ͷີ౓Ͱ͋Δ11 ɽɽ͜͜Ͱɼζ ͸ՙॏ͕͔͔Δ͜ͱͰϦιεϑΣΞʹੜͨ͡Ԗ௚ํ޲ͷมҐɼ͜͜Ͱ
c V0 ͸୯Ґ௕͋ͨ͜͜͞Ͱɼζ ͸ՙॏ͕͔͔Δ͜ͱͰϦιεϑΣΞʹੜͨ͡Ԗ௚ํ޲ͷมҐɼ
V0 ͸୯Ґ௕͋ͨ͞
以上より，火山島直下（x = 0）における変位の大き9 . 山頂下のマグマ溜まりから移動したマグマの全てが東リフトゾーンで噴出したとは限らない（地表に出ることなく地下に33 ʹ͓͚ΔมҐͷେ͖͞ ζ0 = V0 α(x=0)ʹ͓͚ΔมҐͷେ͖͞
/8D
͸ɼද
ʹ͋Δ஋Λ
Ҏ্ΑΓɼՐࢁౡ௚Լ
(flexural rigidity)ɼx͸Γͷՙॏɼα ͸‫͛ۂ‬ύϥϝλ (flexural parameter)ɼD ͸‫߶͛ۂ‬ੑ
ζ0 = V0 α3 /8DҎ্ΑΓɼՐࢁౡ௚Լ
=V=0)α/8D は，表 2 にある値を代入して4 ͸ɼද
kmと 2 2ʹ͋Δ஋Λさζ
0 (x
あって山体を膨らませたものがあってもよい）(flexural parameter)ɼD ͸‫߶͛ۂ‬ੑし，カルデラ(flexural rigidity)ɼx͸ 0Γͷՙॏɼα ͸‫͛ۂ‬ύϥϝλ

底が陥没するより前に移動したマグマが噴出していてもよいなる．すなわち，火山島の重みによって火山島直下のkmͱͳΔɽ͢ͳΘͪɼՐࢁౡͷॏΈʹΑͬͯՐࢁౡ௚ԼͷϦιεϑΣΞ͸
ͱͳΔɽ͢ͳΘͪɼՐࢁౡͷॏΈʹΑͬͯՐࢁౡ௚ԼͷϦιεϑΣΞ͸
km
୅ೖͯ͠4 4kmࢁ௖ԼͷϚάϚཷ·Γ͔ΒҠಈͨ͠ϚάϚͷશ͕ͯ౦ϦϑτκʔϯͰ෾ग़ͨ͠ͱ͸‫ݶ‬Βͳ͍(஍දʹग़Δ͜ͱͳ
4 4km
୅ೖͯ͠
（その場合に山体は縮小する）．もう一段精度の高い議論をすࢁ௖ԼͷϚάϚཷ·Γ͔ΒҠಈͨ͠ϚάϚͷશ͕ͯ౦ϦϑτκʔϯͰ෾ग़ͨ͠ͱ͸‫ݶ‬Βͳ͍(஍දʹग़Δ͜ͱͳ
るためには，山体の体積変化を見る必要がある．
΄Ͳ௜ΜͰ͍Δ͜ͱʹͳΔɽ஍਒೾ͷ‫؍‬ଌ[7][7]ʹΑΔͱɼւ༸ఈ஍֪͸ϋϫΠౡͷԼͰ໿ʹΑΔͱɼւ༸ఈ஍֪͸ϋϫΠౡͷԼͰ໿4km
4km
Լʹ͋ͬͯࢁମΛ๲Β·ͤͨ΋ͷ͕͋ͬͯ΋Α͍) ͠ɼΧϧσϥఈ͕ؕ຅͢ΔΑΓલʹҠಈͨ͠ϚάϚ͕෾ग़͠΄Ͳ௜ΜͰ͍Δ͜ͱʹͳΔɽ஍਒೾ͷ‫؍‬ଌ
10. 絵を描いてみたら（描かなくても）わかるが，山体のうち海面11. 山体のうち海面の上に出ている部分については，密度としてԼʹ͋ͬͯࢁମΛ๲Β·ͤͨ΋ͷ͕͋ͬͯ΋Α͍) ͠ɼΧϧσϥఈ͕ؕ຅͢ΔΑΓલʹҠಈͨ͠ϚάϚ͕෾ग़͠
上に出ている部分の体積は山体全体の 10 % くらいしかない．
（ρc −ρw）でなくρc を使うべきだが，山体の大部分は海面下な12ͯ΋Α͍ (ͦͷ৔߹ʹࢁମ͸ॖখ͢Δ)ɽ΋͏Ұஈਫ਼౓ͷߴ͍ٞ࿦Λ͢ΔͨΊʹ͸ɼࢁମͷମੵมԽΛ‫ݟ‬Δඞཁ
ԜΜͰ͍Δͱ͞Ε͓ͯΓɼՙॏʹΑΔϦιεϑΣΞͷ‫͛ۂ‬Λ‫݁ͨ͠ࢉܭ‬Ռͱ੔߹తͰ͋Δ12 ɽɽ
山体の大部分は海面下にある．
ので，そこまで厳密にやらなくても間題ない．
ԜΜͰ͍Δͱ͞Ε͓ͯΓɼՙॏʹΑΔϦιεϑΣΞͷ‫͛ۂ‬Λ‫݁ͨ͠ࢉܭ‬Ռͱ੔߹తͰ͋Δ
ͯ΋Α͍ (ͦͷ৔߹ʹࢁମ͸ॖখ͢Δ)ɽ΋͏Ұஈਫ਼౓ͷߴ͍ٞ࿦Λ͢ΔͨΊʹ͸ɼࢁମͷମੵมԽΛ‫ݟ‬Δඞཁ

Δɽ
෾ग़༹ͨ͠‫ؠ‬ͷྔ͸ɼւ༸ఈͷ্ʹ੝Γ্͕ͬͯࢁମΛ͍ͭͬͯ͘Δ෦෼ͱɼՐࢁౡͷՙΔɽ෾ग़༹ͨ͠‫ؠ‬ͷྔ͸ɼւ༸ఈͷ্ʹ੝Γ্͕ͬͯࢁମΛ͍ͭͬͯ͘Δ෦෼ͱɼՐࢁౡͷՙֆΛඳ͍ͯΈͨΒ (ඳ͔ͳͯ͘΋) Θ͔Δ͕ɼࢁମͷ͏ͪւ໘্ʹ͋Δग़͍ͯΔ෦෼ͷମੵ͸ࢁମશମͷ 10%͘ֆΛඳ͍ͯΈͨΒ (ඳ͔ͳͯ͘΋) Θ͔Δ͕ɼࢁମͷ͏ͪւ໘্ʹ͋Δग़͍ͯΔ෦෼ͷମੵ͸ࢁମશମͷ 10%͘ॏʹΑͬͯւ༸ఈ͕ԜΜͩ෦෼ΛຒΊͨ΋ͷɼͦͷ྆ऀΛ଍͠߹Θͤͨ΋ͷʹͳΔɽՐࢁౡॏʹΑͬͯւ༸ఈ͕ԜΜͩ෦෼ΛຒΊͨ΋ͷɼͦͷ྆ऀΛ଍͠߹Θͤͨ΋ͷʹͳΔɽՐࢁౡ͔͠ͳ͍ɽࢁମͷେ෦෼͸ւ໘Լʹ͋Δɽ
͔͠ͳ͍ɽࢁମͷେ෦෼͸ւ໘Լʹ͋Δɽ

77ɼߴ͞ζ ζ0ͷࡾ֯‫͢ࣅۙͰܗ‬Δ͜ͱʹ͢Δ
ͷࡾ֯‫͢ࣅۙͰܗ‬Δ͜ͱʹ͢ΔͷॏΈͰϦιεϑΣΞ͕௜Μͩ෦෼ͷମੵΛɼ෯LLɼߴ͞ͷॏΈͰϦιεϑΣΞ͕௜Μͩ෦෼ͷମੵΛɼ෯0͸ɼͱɼ༹‫ؠ‬෾ग़཰EE͸ɼͱɼ༹‫ؠ‬෾ग़཰

L (H + ζ )11͜͜Ͱ ρm ͸Ϛϯτϧͷີ౓ɼρw ͸ւਫͷີ౓Ͱ͋Δɽද 2 ʹ͋Δ஋Λ࢖͏ͱɼD = 2.3×1023

N m ͱͳΔɽͦͯ͠ɼ୯Ґ௕͋ͨ͞Γͷՙॏ V0 ͸ɼւ༸ఈͷ্ʹ͋Δࢁମͷେ͖͞Ͱ༩͑
ΒΕΔɽ

V0 =

LH
(ρc − ρw ) g2(7)

͜͜Ͱ ρc ͸஍֪ͷີ౓Ͱ͋Δ11 ɽ
地球物理学者によるハワイ島の火山見学案内２／はしもと

リソスフェアは 4 km ほど沈んでいることになる．地୅ೖͯ͠ 4 km ͱͳΔɽ͢ͳΘͪɼՐࢁౡͷॏΈʹΑͬͯՐࢁౡ௚ԼͷϦιεϑΣΞ͸ 4 km

震波の観測 [7] によると，海洋底地殻はハワイ島の下

3. オアフ島の火山見学案内΄Ͳ௜ΜͰ͍Δ͜ͱʹͳΔɽ஍਒೾ͷ‫؍‬ଌ[7] ʹΑΔͱɼւ༸ఈ஍֪͸ϋϫΠౡͷԼͰ໿ 4km
で約 4 km 凹んでいるとされており，荷重によるリソ
12

スフェアの曲げを計算した結果と整合的である ．噴

ハワイの火山活動は，（1）前楯状火山期（pre-shield

出した溶岩の量は，海洋底の上に盛り上がって山体をstage），（2）楯状火山期（shield stage），（3）後楯状火ԜΜͰ͍Δͱ͞Ε͓ͯΓɼՙॏʹΑΔϦιεϑΣΞͷ‫͛ۂ‬Λ‫݁ͨ͠ࢉܭ‬Ռͱ੔߹తͰ͋Δ12 ɽ෾ग़༹ͨ͠‫ؠ‬ͷྔ͸ɼւ༸ఈͷ্ʹ੝Γ্͕ͬͯࢁମΛ͍ͭͬͯ͘Δ෦෼ͱɼՐࢁౡͷՙ
つくっている部分と，火山島の荷重によって海洋底が山期（post-shield stage），（4）回春火山期（rejuvenated

凹んだ部分を埋めたもの，その両者を足し合わせたもstage）の 4 つの期間に分けられる [6]．ハワイ島では楯ॏʹΑͬͯւ༸ఈ͕ԜΜͩ෦෼ΛຒΊͨ΋ͷɼͦͷ྆ऀΛ଍͠߹Θͤͨ΋ͷʹͳΔɽՐࢁౡ
のになる．火山島の重みでリソスフェアが沈んだ部分

状火山期と後楯状火山期を見ることはできるが，回春ͷॏΈͰϦιεϑΣΞ͕௜Μͩ෦෼ͷମੵΛɼ෯ Lɼߴ͞ ζ0 ͷࡾ֯‫͢ࣅۙͰܗ‬Δ͜ͱʹ͢Δの体積を，幅 L，高さζ0 の三角形で近似することに

13

火山期は見ることができない ．後楯状火山期と回春
14

火山期の間には 0.6-2 百万年の静穏期があり ，ハワ

すると，溶岩噴出率 E は，ͱɼ༹‫ؠ‬෾ग़཰ E ͸ɼ
（8）

イ島ではまだ回春火山期の火山活動は始まっていない(8)のである．一方で，後楯状火山期から十分な時間が経

ここで v はプレート運動の速度である．表 2 の数値を過しているオアフ島では，回春火山期の活動によってE=

L (H + ζ0 )v
2ࢁମͷ͏ͪւ໘ͷ্ʹग़͍ͯΔ෦෼ʹ͍ͭͯ͸ɼີ౓ͱͯ͠ (ρc − ρw ) Ͱͳ͘ ρc Λ࢖͏΂͖͕ͩɼࢁମͷେ෦
3

入れて計算すると，溶岩噴出率は 0.13 km /year になる．

つくられた火山地形を見ることができる．また，オア

山体を形成するのに 100 万年くらいかかると思うと，

フ島は侵食がすすんでいるため，ハワイ島では地下に

ここで見積もった溶岩噴出率は 100 万年くらいの平均埋まっていて見ることのできない楯状火山の内部が地͸ւ໘ԼͳͷͰɼͦ͜·Ͱ‫ʹີݫ‬΍ΒΒͳͯ͘΋໰୊ͳ͍ɽ

12

249

Ҏ্ΑΓɼՐࢁౡ௚Լ (x = 0) ʹ͓͚ΔมҐͷେ͖͞ ζ0 = V0 α3 /8D ͸ɼද 2 ʹ͋Δ஋Λ੔߹తͳ݁Ռ͕ಘΒΕΔΑ͏ʹύϥϝλΛௐ੔ͨ͠ͷͩͱ‫ݟ‬Δͷ͕ਖ਼͍͠ͷ͔΋͠Εͳ͍͕ɼ֤ύϥϝλʹৗࣝͳ஋Λઃఆͯ͠੔߹తͳ݁ՌΛಘΔ͜ͱ͕Ͱ͖Δͱ͍͏͜ͱ͸ɼҙຯͷ͋Δ͜ͱͰ͋Ζ͏ɽ

的な溶岩噴出率ということになる．

ハワイ火山国立公園 [3] の FAQ を見ると，現在のキ83

ラウエアの溶岩噴出率は 200,000-500,000 m /day とあ3

表に出ているのを見ることができる．

3.1

ヌウアヌ・パリ展望台

る．これは 0.07-0.18 km /year で，山体の大きさから

ヌウアヌ・パリ展望台（Nuuanu Pali Lookout）は，見積もった溶岩噴出率にほぼ等しい．溶岩噴出率は時

オアフ島随一の展望スポットとして観光客に人気の場

間的に変動しているであろうから，現在の瞬間的な溶所である．ホノルル（Honolulu）から北東の方向，島の岩噴出率が 100 万年くらいの平均的な溶岩噴出率とだ

東側にあるコオラウ山脈（Koolau Range）の山中にヌ

いたい同じであることに意味はないかもしれないが，

ウアヌ・パリ展望台はある．コオラウ山脈は楯状火山

もしも，溶岩噴出率の時間的な変動が小さいならば，が侵食された成れの果て，かつてのリフトゾーンであ両者が一致することから溶岩の噴出形態について考察

る ．ホノルル市街からコオラウ山脈を見ると，深いすることができる．キラウエアの溶岩噴出率は地表に谷がいくつもあって侵食によって山体が大きく削られ噴出した溶岩だけを表わしているのに対し，山体の大ていることがわかる．ハワイ島のキラウエアやマウナ

きさから見積もった溶岩噴出率は地表には出なかった

ロアといった新しい楯状火山とは山の形が全く違って溶岩も含む．したがって両者の一致は，ハワイのホッいるので，オアフ島とハワイ島の両方に行くなら比べ

トスポットでは溶岩の大部分が地表に噴き出ているこてみるとよい ．

とを示唆する．

15

16

ヌウアヌ・パリ展望台の北東側は崖になって落ち込17

んでおり，展望台からは風上側 を一望することができる．普通の人は展望台から視界の開けている北東を
12. 整合的な結果が得られるようにパラメタを調整したのだと見るのが正しいのかもしれないが，各パラメタに常識的な値を設定して整合的な結果を得ることができるということは，意
味のあることであろう．
13. ハワイ島の 5 つ火山は，キラウエアとマウナロア（MaunaLoa）が楯状火山期，マウナケア（Mauna Kea）とフアララ
イ（Hualalai）が後楯状火山期，コハラ（Kohala）は後楯状
火山期と回春火山期の間の静穏期 [6]．
14. 後楯状火山期と回春火山期の違いははっきりしないらしく，
その遷移は徐々に生じるものであるという説もあるらしい．
また，回春火山期の前に静穏期が必ずあるというものでもないらしい [6]．

向いて景色を眺めるのであろうが，地球物理学者は展望台で南東の方向を向いて崖を見る．崖に近寄って少し探してみれば，けっこう簡単にゼノリス（xenolith）
15. リフトゾーンの地下にある岩脈（dike）は侵食に対して強いので残りやすい．
16. ハワイ島でもコハラ火山には深い谷が刻まれている．コハラ
は楯状火山期が終わってから 100 万年くらいと思うと，深い谷を刻むのに必要な時間は 100 万年もあれば十分，ということになる．
17. 北東貿易風が吹いているので，北東が風上になる250

日本惑星科学会誌 Vol. 27, No. 3, 2018

を見つけることができる．ゼノリス（捕獲岩）は，火道から剥がれた岩片が移動するマグマに取り込まれて運ばれたものである．展望台の崖には，緑色，やや黄色っぽい色，などなど，いくつかの種類のゼノリスを見18

つけることができる．緑色 をしたダナイト（dunite）
はマグマ溜まりの中で結晶分化してできた集積岩が捕獲 さ れ た も の， ス ピ ネ ル レ ル ゾ ラ イ ト（spinel
19lherzolite ）はマントル起源の捕獲岩と考えられている．
崖に沿って移動すればもっとたくさんのゼノリスを見つけることができると思うのだが，残念なことに，
展望台から南東の方向に崖に沿って降りて行く小道は立ち入り禁止になっている．

3.2

タフリング

図1 : ハナウマ湾とココ・クレーター（Koko crater）．ホノルル
発ヒロ行きの飛行機から撮影．中央やや右下にあって右に向かって開いている入り江がハナウマ湾．その右上にあるのがココ・クレーター．リムの高いココ・クレーターはタフ・コーン．

ホノルルの有名所，パンチボウル（Punchbowl），ダ
イ ヤ モ ン ド ヘ ッ ド（Diamond Head）， ハ ナ ウ マ 湾（Hanauma Bay），これらはいずれも水蒸気マグマ爆
20発によってつくられたタフリング（tuﬀ  ring）である ．
タフリングは，マグマが海水や地下水と反応して爆発的な噴火を起こしたときに形成される．爆発の激しさを反映して，火山体の割に火口が大きいのが特徴であ
21

る ．
3.2.1

ハナウマ湾

ハナウマ湾は，タフリングのリムの一部が侵食され18. 地球マントルの主成分はオリビンである（とされている）．よ
くある教科書に描かれているマントルの断面図は，マントルを赤やオレンジの色で塗っていることが多いが，オリビンがマントルの主成分であるのだから本当は緑色で塗るべきだと思う．筆者は授業で「地球の断面はスイカの色ではなくメロンの色なんだ」と学生に説明しているのだが，あるとき学生さんが「でも地球内部は高温だから，赤でいいんじゃないですか」と言ってきた．無駄に優秀な学生さんである．でも，そんな質間が出たときのための答えはちゃんと用意してある．
「メロンはメロンでも，赤肉のメロンなんだよ」．白いモ
ビルスーツが出てくるアニメの登場人物のセリフにもあるよ
うに，「授業とは，いつも二手三手先を考えて行うものだ」である．
19. 筆者が院生だった時，「レルゾライトは発音が難しいのでよく練習しておくように」と言われた．その人の説によると，
レルゾライトを正しく発音できるかどうかは岩石学者の敵味方識別信号，とのこと．
20. タフリングをつくるのは回春火山期に限らないので，タフリ
ングはハワイ島にもある．例えば，グリーンサンドビーチは
タフリングの中にある．
21. リムが少し高いものはタフコーン（tuﬀ  cone）と呼ばれる．また，タフリングの火口底に水が溜まったものはマール（maar）と呼ばれる．

図2 : ハナウマ湾のビーチに降りる途中の右手にある崖．白い珊
瑚の破片の他，黒い岩石片もたくさん入っている．

て海と繋がってできた入り江である
（図 1）
．入り江の
中の水深は浅く，珊瑚が生育し，多種多様な魚類が棲息している．シュノーケルを装着して海に入れば，熱22

帯魚が珊瑚の間を泳いでいるのを見ることができる ．
まさに楽園．観光客に大人気である．
22. ハワイ州の魚（state fish）であるフムフムヌクヌクアプアア（humuhumunukunukuapuaa）はハナウマ湾で普通に見ることができる．運が良ければウミガメを見ることもできるらしい（筆者はまだ見たことがない）．

地球物理学者によるハワイ島の火山見学案内２／はしもと

251

3.2.3

ダイヤモンドヘッド
26（Waikiki）から
ダイヤモンドヘッド は，ワイキキ
27

歩いていける場所にある ．ワイキキから見たダイヤ
モンドヘッドはリングという感じには見えないが，上から見るとたしかにリングになっている．ホノルル国
28

際空港 に離発着する飛行機で窓際に座ったなら，ダイヤモンドヘッドがリングであることを確認するチャ29．
ンスである （図 3）
リムに囲まれた火口底に入るには，北東側のリムに掘られたトンネルを使う．火口底の中に入るだけであ
図3 : ダイヤモンドヘッド．ホノルル発ヒロ行きの飛行機から撮
影．

るなら入場料は発生しないが，リムに登るなら火口底のほぼ中央にある小屋で入場料を払う．そこでもらえるパンフレットには，頂上までの距離 0.8 mile，高低自然保護区になっているハナウマ湾に入場したら，差 560 feet，往復の所用時間 1.5-2 時間，と書かれて普通の人はさっさとビーチに降りてシュノーケリング

いる．途中には灯りのない狭いトンネルや螺旋階段なをするのであろうが，地球物理学者はビーチヘ降りてど，人のすれ違いができないような狭隘な場所がある

23

いく道の右側の崖を見る ．薄い層が無数に重なる堆

ため，人が多くなると渋滞してしまい，なかなか前に積物のきれいな断面を見ることができる
（図 2）
．地層

進めなくなったりする．特に朝は日の出を見ようとしの中には珊瑚の白い破片が入っているので，爆発は珊て人が集中するため，よく大渋滞が発生するらしい ．

瑚礁が形成された後の海で起こったのだとわかる．

入口のゲートが開く時間は決まっているので [9]，頂30

上で日の出を見たいならゲートが開く前から並ぶ気合
3.2.2

31

カラニアナオレ道路

いが必要である ．

オアフ島南東の海岸をぐるりとまわるカラニアナオ
レ道路（Kalanianaole Highway）沿いでも，タフリング

3.2.4

ソルトレイクやタフコーンをつくった爆発で形成された地層を見る

ソルトレイク（Salt Lake）は，ホノルルのダウンタことができる．ハナウマ湾のちょっと北東にあるラナウンからは北西の方角，真珠湾（Pearl Harbor）の東にイ展望台（Lanai Lookout）の駐車場の近くには，「典型ある．ソルトレイク（Salt Lake）自体もタフリングで

24

32

的なベースサージ堆積物」と紹介される露頭がある ．

あるが，それだけでなくソルトレイク周辺 にはいく

ベースサージは，水蒸気マグマ爆発において，火口かつかのタフリングが重なるように存在している．

ら上方ヘ立ち上がる噴煙柱とは別に，その基部から地表を横に広がる希薄な流れである [8]．
ラナイ展望台の駐車場に車を駐車したら，普通の人
は海の方向を見るのであろうが，地球物理学者は海とは反対にある道路の切割りを見る．「典型的なベース
サージ堆積物」とされる露頭は駐車場のちょっとだけ
北東の道沿いにある．見る人が見れば，サージの流れ
25

た方向がわかるらしい [4] ．

23.「こんなところに来て石を見てるなんて間違ってます」と女子学生に言われた．
はい，
たしかに間違ってるような気がします．
24. http://www.soest.hawaii.edu/GG/STUDENTS/mpatrick/photos/hawaii/hawaii2.htm．
25. 筆者にはわかりません．

26. ダイヤモンドヘッドの名前の由来は，方解石を見つけたイギ
リス船員がそれをダイヤモンドと勘違いして大騒ぎしたことである．筆者も大騒ぎしてみたいと思って方解石を探してみたが，見つけられなかった．学生に言われたわけではないが，
ダイヤモンドヘッドに来て足下ばかり見ているのは，間違っているような気がする．
27. 学生を連れてワイキキから一緒に歩いていったところ，「こんなに遠いなんて聞いてません」と怒られてしまった．
28. 現在の正式名称はダニエル・K・イノウエ国際空港（Daniel     K. Inouye International Airport）．
29.「Google マップで見たらいいじゃん」とは言わないで欲しい．
30. 筆者も朝の渋滞に巻き込まれたことがある．気合いが足りず
出遅れたことが原因で，そのときは頂上に辿り着く前に日の出の時間を迎えてしまった．曇っていたのでどうせ日の出を見ることはできなかった，というのは事実であるが，負け惜
しみにしか聞こえない．
31. 夏季はゲートが開くより先に日が昇ってしまうので，気合いを入れても頂上で日の出を見ることはできない．
32. ソルトレイクの東にあるモアナルア・ガーデンズ（Moanalua

252

日本惑星科学会誌 Vol. 27, No. 3, 2018

ソルトレイク周辺のタフリングは，マントル起源の捕獲岩を噴出していることでもよく知られている．噴33

火期間が 1 回だけ であるタフリングの噴出物にマン
トル起源の捕獲岩が含まれるのは，浅いマグマ溜まりがないことと，1 回ごとに新しくマグマの上昇通路が作られること，といったことに理由があるらしい [4]．
捕獲岩中に見つかる鉱物の組み合わせに基づいて，ある種の捕獲岩は地下 50 km 以深（ものによっては深さ110-150 km）からやってきたものであるとされている．
筆者はまだ行ったことはないのだが，タフリング形
成時に放出された火山灰堆積物の露頭はソルトレイク
地区公園（Salt Lake District Park）で見ることができるらしい [10]．

4. 次回予告？
キラウエアの噴火はこの先どうなるのか，筆者には全く予想できない．まだまだいろいろなイベントが発生しそうである．興味深い現象を見つけたら，筆者は34

また Geodynamics[5] を開いて簡単モデル を構築し，
35

数式と戯れて電卓を叩くだろう ．

参考文献[1] はしもとじょーじ, 2018, 遊星人 27, 66.
[2] Multimedia links for Hawaiian Volcanoes, Hawaiian
Volcano Observatory (HVO), https://volcanoes.usgs.
gov/observatories/hvo/hvo_multimedia.html[3] Hawaii Volcanoes National Park, https://www.nps.gov/
havo/index.htm[4] 中村一明, 1978, 火山の話, 岩波新書, 228p.
[5] Turcotte, D. L., and G. Schubert, 2002, Geodynamics
2nd ed., Cambridge Univ. Press, 456p.
[6] Poland, M. P. et al. eds., 2014, US Geol. Surv. Prof.
Paper 1801, 428p., http://dx.doi.org/10.3133/pp1801
Gardens）には，H社のテレビCMに出てくる「この木なんの木」
がある．
「この木なんの木（アメリカネムノキ）」の原産地は中央アメリカで，ハワイにおいては外来種である．
33. 火山は単成火山と複成火山に分けられる [4]．単成火山は噴火
期間が 1 回だけの短寿命の火山，複成火山は休止期間を挟んで何回もの噴火をくり返す長寿命の火山．
34. 筆者はものぐさなので，難しいことはできない．
35. 筆者と一緒に遊んでもいいという人がいたら連絡ください．
苦情は編集長に送ってください．

[7] Watts, A.B., and ten Brink U.S., 1989, J. Geophys. Res.
94, 10473.
[8] 早川由起夫，1996，in 新版地学教育講座 2 地震と火山, 93.
[9] Diamond Head State Monument, https://
hawaiistateparks.org/parks/oahu/diamond- head-statemonument/[10] Hazlett, R. W., and Hyndman, D. W., 1996, Roadside
Geology of Hawaii, Mountain Press Pub. Co., 334p.