海底火山の轟音は噴火予測の改善につながる
アラン・ボイル著
ワシントン大学などの研究機関が先駆的に構築した海底地震観測網は、何千もの小さな地震がどのようにして巨大噴火の前兆となるのかを明らかにしている。
海洋観測イニシアチブ（OOCI）のケーブルアレイ観測の結果が本日、科学誌「Science and Geophysical Research Letters」に掲載されました。この観測結果は、北東太平洋で最も活発な海底火山であるアキシャル海山の2015年の噴火に先立つ地震活動の高まりに焦点を当てています。この結果は、今週サンフランシスコで開催されたアメリカ地球物理学連合（AGU）の会議に合わせて発表されました。
「海洋観測イニシアチブの科学者たちが使用する機器は、この火山の内部構造、そして様々な環境で火山噴火を引き起こすメカニズムを理解する新たな機会を与えてくれます」と、国立科学財団海洋科学部門のリック・マレー部長はニュースリリースで述べた。「この情報は、世界中の活火山の活動を予測するのに役立つでしょう。」
NSFの資金援助を受けるケーブルアレイは、2015年4月にアキシャル海山が噴火するわずか数か月前に設置された海底地震監視ネットワークです。このネットワークは光ファイバーケーブルを介してデータを送信し、オレゴン州沖250マイル（約400キロメートル）の海面下1マイル（約1.6キロメートル）で何が起こっているかを研究者にリアルタイムで提供します。ワシントン大学とオレゴン州立大学は、このプロジェクトのパートナーです。
「新しいネットワークにより、断層がどこにあり、噴火時にどの断層が活動していたかを非常に詳細に観察することができました」と、サイエンス誌の論文の筆頭著者であるワシントン大学の海洋学者ウィリアム・ウィルコック氏はニュースリリースで述べた。
これらの測定値は、研究者たちが海底下にあるアキシャル海山のフットボール型のマグマ溜まりの地図を作成するのに役立った。中心部は溶岩で構成されており、ウィルコック氏が「部分的に溶けた岩石の結晶質の塊」と表現した物質に囲まれている。
噴火前、溶岩が貯留層に堆積するにつれて海底が上昇しました。海底の振動と音響記録の測定によると、地震の回数は1日500回未満から約2,000回へと着実に増加しました。また、地震の誘発には強い潮汐作用も見られ、噴火が近づくにつれて、干潮時の地震発生回数は満潮時の6倍に増加しました。
噴火中、地震の数は1時間あたり600回に達しました。カルデラの亀裂から溶岩が流れ出し、海底が8フィート以上も沈下しました。時間が経つにつれて、噴火は単なる流出からより爆発的な現象へと変化したと、NOAAのロバート・ジアック氏は述べています。
2015年5月中、溶岩の流出は続きました。その後、流出と地震活動は衰え、地震の回数は1日あたりわずか20回にまで減少しました。
「火山は風船のように、噴火の合間には溶岩で膨らみ、噴火するとすぐにしぼむ」とノースカロライナ大学ウィルミントン校の地質学者スコット・ヌーナー氏は語った。
科学者たちは、海中の地殻は陸上よりもずっと薄いため、海底の火山の研究は容易だと述べています。「アキシャル海山は、火山噴火について学ぶための素晴らしい自然の実験室です」とオレゴン州立大学のビル・チャドウィック氏は述べています。「構造が単純で、頻繁に活動しますが、人体に危険をもたらすことはありません。」
アキシャル海山は通常、約10年ごとに噴火するため、科学者が地震活動の増加を研究する機会が再び得られる可能性は高い。この火山を中心とする観測所は、少なくとも25年間稼働する設計となっている。
「ケーブルアレイは、火山活動を研究し、これらのシステムがどのように機能するかを真に理解するための新たな機会を提供します」とウィルコック氏は述べた。「これはほんの始まりに過ぎません。」
ウィルコック氏とジアック氏に加え、「2015年海山噴火によるカルデラのダイナミクスに対する地震学的制約」と題されたサイエンス誌論文の著者には、マヤ・トルストイ氏、フェリックス・ワルドハウザー氏、チャールズ・ガルシア氏、イェン・ジョー・タン氏、デルウェイン・ボーネンシュティール氏、ジャクリーン・カプラン＝アウアーバッハ氏、アドリアン・アルヌルフ氏、M・エベレット・マン氏が含まれています。
2番目のサイエンス論文「アキシャル海山におけるインフレーション予測可能な行動と同時噴火による変形」は、スコット・ヌーナーとビル・チャドウィックによって執筆されました。
地球物理学研究レターズ誌に掲載された論文「アキシャル海山での供給率増加後の帯状マグマ体からの大量噴火」は、チャドウィックとヌーナーのほか、JB パドゥアン、DA クレイグ、BM ドレイアー、SG マール、AM ボビット、DW カレス、BT フィリップ、DS ケリーによって執筆されました。
海洋観測イニシアチブのウェブサイトでは、アキシャル海山からのライブ映像を 3 時間ごとに視聴できます。
