7300年前の鬼界カルデラ噴火は完新世最大 神戸大が解明

2024.03.28 From Science Portal

 九州南方沖の海底火山、鬼界カルデラが起こした7300年前の「アカホヤ噴火」が、完新世(1万1700年前~現在)で世界最大の噴火であることが分かったと、神戸大学の研究グループが発表した。海底に堆積した噴出物の量を船で詳しく調べるなどして判明した。この噴火は南九州の縄文人に壊滅的な被害を与えた。研究グループは「このような噴火が発生すれば、火砕流や火山灰が現代文明に及ぼす影響は計り知れない」としている。

鬼界カルデラの外輪山である薩摩硫黄島=2009年撮影(気象庁提供)
鬼界カルデラの外輪山である薩摩硫黄島=2009年撮影(気象庁提供)

 鬼界カルデラは鹿児島市の南約100キロにあり、長さ25~15キロほどの楕円(だえん)状。噴火でマグマが一気に噴き出し、地下の空洞になった所が落ち込んでできた陥没地形「カルデラ」が、巨大噴火の繰り返しにより複合しているとみられる。直近の巨大噴火がアカホヤ噴火で、火山灰は東北地方の一部にまで飛んで積もっており、考古学などで年代判定の手がかりとして利用されている。カルデラの縁は外輪山と呼ばれ、噴火を繰り返している薩摩硫黄島はその一つが海面から出たものだ。

 アカホヤ噴火は大きな被害を生んだが、詳しい規模や噴出物の量などは分かっていなかった。巨大カルデラ火山の巨大噴火は現代文明が未経験で、ひとたび起これば深刻な被害が生じるだけに、解明が重要と考えられた。

 そこで研究グループは鬼界カルデラ周辺一帯で、船から海底へ音波を出し、反射してくる波を手がかりに地下構造を調べる「反射法」により、堆積物の分布を調べた。海底から採取された堆積物も参照し、アカホヤ噴火の噴出物の量の推定などを試みた。

 その結果、堆積物の最も上の層がアカホヤ噴火の噴出物であると特定した。噴出した火山灰や石などが火砕流となって海水と混ざり、40キロ以上もの長距離を移動しながら海底に堆積し、京都府や山梨県の面積に匹敵する4500平方キロ以上に広がっていたことが判明。鬼界カルデラからの距離に応じて層が薄くなっており、海底の噴出物は少なくとも計71立方キロに及んだと結論づけた。反射法では厚さ3メートル未満だと検出が難しいことから、正確には71立方キロを上回るとみられる。

反射法による調査結果の例。緑色の破線がアカホヤ噴火の噴出物の下面(神戸大学提供)
反射法による調査結果の例。緑色の破線がアカホヤ噴火の噴出物の下面(神戸大学提供)

 別の研究での、空から広がった火山灰の見積もりと合わせると、噴出物は計332~457立方キロ以上。完新世の既知の噴火では陸上、海底を通じアカホヤ噴火が世界最大であることが分かった。火砕流が水深の十分ある海中に達するとどうなるかを、初めて示した成果ともなったという。

アカホヤ噴火で海底にたまった噴出物の分布と厚さ(神戸大学提供)
アカホヤ噴火で海底にたまった噴出物の分布と厚さ(神戸大学提供)

 噴火の堆積物は、陸上では雨や川の作用で削られていき、また調査地点が道路などの土地利用の制約を受ける。これに対し海底では、海流の影響はあるものの噴火当時の状態を良くとどめており、しかも船で連続的に調べられる。研究グループは今回、噴出量を最も高精度に見積もったとしている。

 こうした結果は、地下のマグマの蓄積と巨大噴火による放出や、カルデラ形成の仕組みの解明に向け重要な手掛かりになる。今後はアカホヤ噴火の前の、9万5000年前などの巨大噴火も調べる意向という。

 研究グループの神戸大学大学院理学研究科、海洋底探査センターの島伸和教授(海底物理学)は「噴火には(鹿児島県の)桜島のようにマグマを少しだけためて小規模の噴火を高頻度に繰り返すものと、(鬼界カルデラのように)マグマをかなりためこんで巨大噴火を起こすものがある。マグマだまりの仕組みの違いなどを明らかにしたい。噴火から7300年経った鬼界カルデラの現状も関心事だ。大きな噴火は気候を左右し、都市に深刻な影響を与える。巨大噴火の仕組みを知ることが大切だ」と話している。

 成果は火山学誌「ジャーナル・オブ・ボルカノロジー・アンド・ジオサーマル・リサーチ」に2月1日掲載され、神戸大学が同22日に発表した。

鬼界カルデラの噴火に伴う噴出物の広がりの概念図。上空や海中で広がるほか、火砕流には海面伝いに南九州や、種子島など周辺の島々に達したものもある(神戸大学提供)
鬼界カルデラの噴火に伴う噴出物の広がりの概念図。上空や海中で広がるほか、火砕流には海面伝いに南九州や、種子島など周辺の島々に達したものもある(神戸大学提供)

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神戸大学プレスリリース「海底を覆う大量の鬼界カルデラ巨大噴火の噴出物を発見」

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