イタリアのシチリア島にあるエトナ山はヨーロッパで最も活発な火山ですが、伝統的な地質モデルがこの火山に完全に適用できないため、科学界はこの火山がどのように形成されたかを説明するのが困難でした。ローザンヌ大学の最新の研究は、エトナ山がよく知られたプレート境界火山、沈み込み帯火山、ホットスポット火山に属さない可能性があるが、特殊なタイプの希少な「プチスポット」火山に似ている可能性があると主張する新しい仮説を提案している。
エトナ山はシチリア島の東海岸にあります。 50万年以上の活動の歴史があります。標高は3,000メートルを超え、毎年複数回噴火します。世界で最も集中的に観測されている火山の 1 つです。それにもかかわらず、その起源はまだ部分的にしか理解されていません。プレートの分裂、沈み込み、プレート内ホットスポットという 3 つの主要な発火メカニズムのどれも、そのマグマ源と化学的特徴を完全に説明できません。
ローザンヌ大学の研究チームは、イタリア国立地球物理学火山研究所（INGV）カターニア支部のアンナ・ローザ・コルサロ氏と協力して、エトナ山のマグマは噴火前のマントル内での大規模な融解によって生成されたのではなく、マントル上部にもともと存在する小さなマグマの「在庫」によって長期間にわたって継続的に補充されたと提案する論文をJournal of Geophysical Research: Solid Earthに発表した。長い期間。このマグマは、地表から約 80 キロメートル離れた上部マントルの頂上に蓄積し、地殻変動によって断続的に上昇します。
一般に、火山の形成は大きく 3 つのカテゴリに分類できます。まず、中央海嶺などのプレートの破壊境界では、プレートの分離によって上昇するマントルが減圧および融解し、新しい海洋地殻が形成されます。第二に、沈み込み帯では、下方に沈み込む海洋地殻プレートが運びます。ベルト内の水は、その上にあるマントルの融点を下げ、融解を引き起こし、日本の富士山のような爆発性火山を生み出します。第三に、プレート内で異常に熱いマントルプルームがホットスポットを形成し、ハワイやレユニオンなどの火山列島を構築します。
しかし、エトナは「標準的な答えには見えない」。沈み込み帯に近いにもかかわらず、岩石の化学組成はホットスポット火山に近いです。しかし、その下には、ハワイのようなマントルホットスポットの明確な証拠はありません。新しい研究は、エトナの異常な点は、エトナが消費するマグマが噴火のたびに「新鮮に溶かされた」のではなく、上部マントルに存在する少量の溶融ポケットから押し出されていることであると指摘している。
研究チームは、異常な地殻構造の背景が重要な要因の1つであると考えている。アフリカプレートとユーラシアプレートがこの地域で衝突し続け、沈み込み帯付近のプレートが曲がり、プレート上に一連の亀裂や脆弱帯が形成される。プレートがゆっくりと曲がるにつれて、これらの亀裂は圧縮されたスポンジを絞ったときにできる溝のようなもので、上部マントルのマグマが亀裂に沿って一括して上昇し、表面に大きな層状の火山を構築します。
この考えに基づいて、研究者らは、エトナ山が2006年になって初めて認識されるようになった「第4の火山」の一種、つまり微小点火山の陸上の拡大版に属する可能性があると提案した。いわゆるマイクロポイント火山は、深海プレートの屈曲帯で日本の科学者によって発見された小さな海底火山の一種です。それらの存在は、マントル上部に散在するマグマポケットが実際に存在し、適切な地殻構造条件下では火山に「減圧」できることを示しています。
この論文の筆頭著者でローザンヌ大学地球科学・環境学部教授のセバスチャン・ピレ氏は、エトナ山の形成メカニズムはこれらの小さな海底火山の形成メカニズムと驚くほど似ているが、その規模はまったく異なるレベルに拡大されていると指摘した。かつて、海底で観察される微小点火山は高さ数百メートル程度でしたが、エトナ山は代表的な大規模成層火山です。約50万年前から活動が始まり、現在は標高3,000メートル以上にあります。それは巨人です。
この新しい仮説を検証するために、研究チームは、約50万年の進化の過程でエトナ山の岩石サンプルの体系的な分析を実施し、溶岩の化学組成の長期的な変化を追跡しました。この結果は、周囲の地殻環境が長い地質学的歴史の中で進化したにもかかわらず、エトナ マグマの化学的指紋が比較的安定していることを示しています。これは、マグマを供給する源域が古くからマントル上部に存在しており、噴火の強度や量の変化は、深部のマグマ源そのものの急激な変化ではなく、主にプレートの移動やそれに伴う破砕溝の変化に関係していることを示しています。
これに基づいて研究者らは、エトナはむしろ長期的な「漏れ」パイプのようなもので、上部マントルの低速層にあるマグマを継続的に地表に導き、それによって異常に頻繁な噴火活動を維持しているのではないかと提案した。この「漏れパイプライン」モデルは、微小点火山によって反射された上部マントルのマグマ嚢の見解を相互に確認し、世界中のさまざまな地殻変動環境における火山の起源を理解するための新しい理論的枠組みを提供します。
この研究は、火山分類図におけるエトナの位置を再定義するのに役立つだけでなく、将来の活動のリスクを評価するための新しいアイデアも提供します。カターニアのINGV研究者らは、マグマ溜まりの深さ、規模、補給方法をより正確に特徴付けることで、より現実的なパラメータを火山の監視と災害評価に導入し、それによってこの超「常時開いている」火山の早期警戒能力を向上させることが期待されている。