[화산] [쿄대 명예교수가 알려주는] '사쿠라지마'는 왜 자주 분화하고, 지금도 3000m급 분연이 매일같이 오르는가…그리고 '앞으로 조심해야

[お持て成し]

[쿄대 명예교수가 알려주는] '사쿠라지마'는 왜 자주 분화하고, 지금도 3000m급 분연이 매일같이 오르는가…그리고 '앞으로 조심해야 할 것'이란? / 3/21(금) / 다이아몬드 온라인
 
동일본 대지진으로 일본 열도는 지진과 화산 폭발이 빈발하는 대지 변동의 시대로 접어들었다. 그 속에서, 지진이나 해일, 분화로 죽지 않고 살아 남기 위해서는 「지학」의 지식이 필요하게 된다. 쿄토대 명예교수인 저자가 수업 스타일의 이야깃거리로 지학의 에센스와 생존을 위한 지식을 명쾌하게 전달하는 어른을 위한 지학교실이 발간됐다. 니시나리 카츠히로 씨(도쿄대학 교수) 「다가오는 거대 지진으로부터 몸을 지키려면? 이것은 만인의 필독서, 바로 지식은 힘이다. 지학의 지적 흥분도 동시에 맛볼 수 있는 최고의 한 권」이라고 극찬받은 그 내용의 일부를 소개합니다.

● 앞으로 몇 번 더 분화할 것인가?

실제 분화를 하는 것은 어떤 것일까요. 여기서는 아이라 칼데라와 사쿠라지마 화산을 살펴 보도록 합시다.

※ 아이라(姶良) 칼데라 : 카고시마만 북부(만 안쪽)에 있어 직경 약 20km의 움푹 팬 땅을 구성하고 있는 칼데라이다. 미나미큐슈의 칼데라군의 하나로, 가쿠후지 칼데라와 아타 칼데라 사이에 위치한다. 현재의 칼데라를 형성한 아이라화쇄 분화는 약 3만 년 전으로 추정되고 있다. 사쿠라지마 화산의 마그마 공급원으로 여겨진다.

그림에 마그마로 된 A와 B가 있습니다. A는 큰 마그마 덩어리로, 이리토 화쇄류라고 명명되어 있는 화쇄류를 내어, 아이라 칼데라를 만든 거대 분화의 원인이 되었습니다.

그 거대 분화는 약 2만 9000년 전에 일어났습니다만, 마그마가 전부 나온 것은 아니고, 지금도 아직 잘 남아 있고, 다음 분화를 기다리고 있습니다.

아이라 칼데라는 2만 9000년 전이 첫 번째. 그 전에도 분화는 있었지만, 기본적으로는 2만 9000년 전의 거대 분화를 1회차라고 생각해도 좋을 것입니다.

그러면 무서운 것은 '앞으로 몇 번 더 분화하나?'라는 이야기입니다.

● 아소산의 분화도 아직 계속된다

구마모토(熊本)에 있는 아소 칼데라는 과거에 4번 분화를 했습니다. 30만 년 전부터 시작되어 4회째가 9만 년 전입니다만, 칼데라를 만드는 큰 분화는 대체로 1회에 끝나지 않고 몇 번은 일어납니다.

만일 아소산과 마찬가지로 4회가 표준이라고 하면 아이라 칼데라는 아직 3회가 있다는 이야기입니다만, 원래 화산의 수명은 100만 년 정도이기 때문에 그것도 생각할 필요가 있다.

아소산의 경우 분화가 차례로 꼽히고 있는데, 가장 오래된 활동을 보면 최초의 아소1이 대략 30만 년 전 정도. 아니, 한 40만~50만 년 전에도 용암이 나왔어요.

어쨌든 아소산도 아직 100만 년의 반환점에 오지 않았기 때문에, 그래도 이미 4번 하고 있는 것으로, 4번 더 있으면 큰일이지요.

덧붙여서, 아소 4처럼 화산의 이름 뒤에 숫자가 들어가는 것은 아소에서 나온 화쇄류의 네 번째라는 의미입니다. 이것은 화산학의 일반적인 표기입니다만, 아소에서는 아소 1 화쇄류에서 아소 4 화쇄류까지 있습니다.

어쨌든 아소산은 지금 아소 5를 준비하고 있는 중이에요.

아소산과 마찬가지로 넘버링을 해 나가면 아이라 칼데라는 지금은 아이라 1이군요. 그리고 앞으로 숫자가 많아진다. 칼데라의 분화라고 하는 것은 그런 매우 뒤숭숭한 이야기인 것입니다.

아이라 칼데라의 안쪽, 남쪽 끝 부근에는 사쿠라지마가 있습니다. 한 번 생긴 칼데라 내의 화산 활동이기 때문에 규모는 작은 것입니다.

얼마나 작냐면 원래 아이라 칼데라의 마그마 덩어리와 비교하면 대략 10분의 1~100분의 1 정도. 그것이 또 하나의 마그마 덩어리로, 깊이는 약 4 ~ 6 킬로미터입니다.

● 다이쇼(大正) 시대의 대분화

사쿠라지마는 자주 분화하고 있고, 지금도 3000미터의 분연이 매일같이 오르거나 하고 있습니다만, 최근 60년 정도 특히 활발합니다.

마그마가 올라와서는 작은 조각으로 분화하고 있다. 사쿠라지마라고 하기 때문에 섬으로 보이지만, 자세히 보면 동쪽 오스미 반도에서 규슈 본토와 붙어 있는 것입니다.

이전에는 분명히 섬이었지만 1914년, 지금으로부터 100년 정도 전 다이쇼 시대의 대분화로 대량의 용암이 흘러 붙었습니다.

그 때의 대분화 시에는 화쇄류가 나오고 지진이 일어나 50명이 넘는 분이 사망하는 등 큰 재해였습니다.

그 다이쇼 시대의 대분화를 일으킨 것은, 역시 그림의 마그마 단지로, 오모토보다는 작지만 방심은 할 수 없다.

이 마그마 덩어리는 현재 100년이 지났고, 다시 빵빵하게 부풀어 있습니다. 무엇이 마그마를 공급하고 있는가 하면 A의 마그마 덩어리죠.

● 분화를 예측하는 방법

아이라 칼데라가 생긴 것은 약 2만 9000년 전으로, 화산의 역사로 생각하면 결코 오래되지 않았고, 그것을 만든 A의 부모 마그마 덩어리도 건강하게 살고 있으며, B의 아들 마그마 덩어리는 더 건강하고, 사쿠라지마는 자주 분화하고 있다고 합니다.

또한 사쿠라지마가 분화할 때, 그것은 곧 마그마가 올라올 때인데, 그 때는 약간 산이 부풀어 오르는 것을 알고 있습니다.

'경사계'로 경사를 정밀하게 측정하다가 마그마가 올라오면 그게 조금 움직이는 거죠.

수십 초 전이라고 하기 직전입니다만, 산이 부풀어 올라, '지금부터 분화할 거예요'라고 가르쳐 준다. 그래서 10~30초 동안 분화하고 다시 산이 쪼그라든다.

즉, 분화 전에 마그마가 땅을 밀어 올립니다만, 분화하면 마그마가 나오기 때문에 휙 수축하는 것입니다.

그것을 24시간 태세로 측정함으로써 분화의 예측을 할 수 있습니다. 그것 또한 그림 속의 아기 마그마 덩어리 이야기입니다.

그럼 어미 마그마도 똑같이 부풀어 오르냐 하면 이건 모르겠다.

모르겠지만, 실은 사쿠라지마의 다이쇼 시대의 대분화 전에 '수준 측량'이라고 밀리 단위로 지면의 상하 움직임을 측정하고 있습니다.

그래서 분화 전후로 비교하면 마그마가 나온 후 침강한 것이 밝혀져 있습니다.

그래서 마그마가 나오는 것에 의해 지각이 변동한다는 것까지는 알고 있습니다만, 아이라 칼데라의 분화 전은 어땠을지, 앞으로 어떻게 될지는 모릅니다.

● 앞으로의 대분화에 대해서

다시 말하지만, 사쿠라지마는 1914년에 다이쇼 분화라고 하는 큰 분화를 했습니다.

그 분화에서는 화쇄류를 내고, 게다가 지진도 일으켜 50명 이상이 사망했습니다. 그로부터 벌써 100년 이상이 경과하고 있습니다. 어느 정도 마그마 덩어리에 마그마가 쌓여 있는 것은 틀림 없습니다.

쿄토대학의 사쿠라지마 화산관측센터장을 했던 이구치 마사토 교수는 2020년대에 그러한 대분화가 있을 것이라고 예측하고 있습니다. 큰일이네요.

참고 자료: [쿄대 명예교수가 가르치는, 후지산이 분화하는 날] 대량의 용암으로 신칸센이나 토메이고속은 분단, 화산재로 수도권의 라이프 라인이 멈춰, 피해 총액은 2조 5000억엔, 3000만명이 재해를 입는다…

(본 원고는 카마다 히로키 저 『어른을 위한 지학교실』을 발췌, 편집한 것입니다)

카마타 히로키 / 교토대 명예교수, 교토대 경영관리대학원 객원교수, 류야대 객원교수
1955년 도쿄 출생. 도쿄대학 이학부 지학과 졸업. 통산성(현·경제 산업성)을 거쳐, 1997년부터 교토 대학 인간·환경학 연구과 교수. 이학 박사(도쿄 대학). 전문은 화산학, 지구 과학, 과학 커뮤니케이션. 쿄대의 강의 「지구 과학 입문」은 매년 수백명을 모으는 인기의 「쿄대 인기 No.1 교수」, 과학을 알기 쉽게 전하는 「과학의 전도사」. 「열정 대륙」 「세계 제일 듣고 싶은 수업」 등 텔레비전 출연도 다수. 유튜브 '교토대학 최종강의'는 110만회 이상 재생. 일본지질학회 논문상 수상. 

카마타 히로키

https://news.yahoo.co.jp/articles/3e8eac1639be7c37d9d16fc79f6a47b444f08b14

【京大名誉教授が教える】「桜島」はなぜ頻繁に噴火して、いまも3000メートル級の噴煙が毎日

【京大名誉教授が教える】「桜島」はなぜ頻繁に噴火して、いまも3000メートル級の噴煙が毎日のようにあがるのか…そして「今後気をつけるべきこと」とは？
3/21(金) 4:16配信

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ダイヤモンド・オンライン
図　姶良カルデラと桜島のマグマだまりの概念図　朝日新聞による図を一部改変　（イラスト：田渕正敏）

　東日本大震災によって日本列島は地震や火山噴火が頻発する「大地変動の時代」に入った。その中で、地震や津波、噴火で死なずに生き延びるためには「地学」の知識が必要になる。京都大学名誉教授の著者が授業スタイルの語り口で、地学のエッセンスと生き延びるための知識を明快に伝える『大人のための地学の教室』が発刊された。西成活裕氏（東京大学教授）「迫りくる巨大地震から身を守るには？ これは万人の必読の書、まさに知識は力なり。地学の知的興奮も同時に味わえる最高の一冊」と絶賛されたその内容の一部を紹介します。

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●　将来あと何回、噴火するのか？

　実際の噴火はどのようなものでしょうか。ここでは姶良カルデラと桜島火山を見てみましょう。

　図にマグマだまりのAとBがあります。Aは大きいマグマだまりで、入戸火砕流と名付けられている火砕流を出し、姶良カルデラをつくった巨大噴火の原因となりました。

　その巨大噴火は約2万9000年前に起きたのですが、マグマが全部出たわけではなくて、今でもまだしっかり残っていて、次の噴火を待っています。

　姶良カルデラは2万9000年前が1回目。その前にも噴火はあったけれど、基本的には2万9000年前の巨大噴火を1回目と考えてよいでしょう。

　すると、怖いのは「将来あと何回、噴火するの？」という話です。

●　阿蘇山の噴火もまだ続く

　熊本にある阿蘇カルデラは、過去に4回噴火しました。30万年前からはじまって、4回目が9万年前ですが、カルデラをつくるような大きな噴火はだいたい1回では終わらず、数回は起こるんです。

　仮に阿蘇山と同じように4回が標準だとすると、姶良カルデラはまだ3回あるという話なんですが、そもそも火山の寿命は100万年ぐらいだから、それも考える必要がある。

　阿蘇山の場合は噴火が順に数えられていて、いちばん古い活動を見ると最初の阿蘇1がだいたい30万年前ぐらい。いや、40万〜50万年ぐらい前にも溶岩は出ています。

　いずれにせよ阿蘇山もまだ100万年の折り返し地点にきていないわけですから、それでもすでに4回やっているということで、さらにあと4回あったら大変ですよね。

　ちなみに、阿蘇4のように火山の名前のあとに数字が入るのは、阿蘇から出た火砕流の4番目という意味です。これは火山学の一般的な表記なのですが、阿蘇では阿蘇1火砕流から阿蘇4火砕流まであります。

　とにかく阿蘇山はいま、阿蘇5を準備しているところなんです。

　阿蘇山と同じようにナンバリングしていくと姶良カルデラはいまは姶良1ですね。そして、これから数字が増えていく。カルデラの噴火とはそういうきわめて物騒な話なんです。

　その姶良カルデラの内側、南端付近には桜島があります。一度できたカルデラ内の火山活動だから規模は小さいのです。

　どれぐらい小さいかというと、もとの姶良カルデラのマグマだまりと比べると、だいたい10分の1〜100分の1ぐらい。それがもう1つのマグマだまりで、深さは約4〜6キロメートルです。

●　大正時代の大噴火

　桜島はしょっちゅう噴火していて、いまも3000メートルの噴煙が毎日のように上がったりしていますが、ここ60年ぐらい特に活発なんですよね。

　マグマが上がってきては小きざみに噴火している。桜島というから島に見えるけど、よく見ると東の大隅半島で九州本土とくっついているんですよね。

　以前はたしかに島だったけれど、1914年、いまから100年ぐらい前の大正時代の大噴火で大量の溶岩が流れ出してくっつきました。

　そのときの大噴火の際には火砕流が出るし、地震が起きるしで、50名を超える方が亡くなるなど、大変な災害でした。

　その大正時代の大噴火を起こしたのは、やはり図のマグマだまりで、おおもとよりは小さいけれど油断はできない。

　このマグマだまりは現在100年経って、またパンパンに膨れているんです。なにがマグマを供給しているかというとAのマグマだまりですね。

●　噴火を予測する方法

　姶良カルデラができたのは約2万9000年前と、火山の歴史で考えると決して古くはなく、それを作ったAの親マグマだまりも元気で生きているし、Bの子マグマだまりはもっと元気で、桜島は頻繁に噴火しているということです。

　なお、桜島が噴火するとき、それは、すなわちマグマが上がってくるときですが、そのときはわずかだけ山が膨れることがわかっています。

　「傾斜計」で傾斜を精密に測っていて、マグマが上がってくると、それが少し動くんですよね。

　数十秒前といった直前ですが、山が膨れて、「いまから噴火しますよ」と教えてくれる。それで10〜30秒間噴火して、また山が縮む。

　つまり、噴火の前にマグマが地面を押し上げるんですが、噴火するとマグマが出るからヒュッと収縮するわけ。

　それを24時間態勢で測ることによって噴火の予測ができます。それもまた図の子マグマだまりの話です。

　では親マグマも同じように膨れるかというと、これはわからない。

　わからないけれど、実は桜島の大正時代の大噴火の前に「水準測量」といってミリ単位で地面の上下の動きの測定をしています。

　それで、噴火の前後で比較すると、マグマが出たあと沈降したことが明らかになっています。

　だからマグマが出ることによって地殻が変動するというところまではわかっているのですが、姶良カルデラの噴火の前はどうだったか、今後どうなるかはわかりません。

●　今後の大噴火について

　繰り返しますが、桜島は、1914年に大正噴火という大きな噴火をしました。

　その噴火では、火砕流を出して、さらに地震も起こして50名以上が亡くなりました。それからすでに100年以上が経過しています。ある程度、マグマだまりにマグマがたまっていることは間違いありません。

　京都大学の桜島火山観測センター長をしていた井口正人教授は、2020年代にそうした大噴火があるだろうと予測しています。大変なことですね。

　参考資料：【京大名誉教授が教える、富士山が噴火する日】大量の溶岩で新幹線や東名高速は分断、火山灰で首都圏のライフラインが止まり、被害総額は2兆5000億円、3000万人が被災する…

　（本原稿は、鎌田浩毅著『大人のための地学の教室』を抜粋、編集したものです）

鎌田浩毅（かまた・ひろき）　京都大学名誉教授、京都大学経営管理大学院客員教授、龍谷大学客員教授
1955年東京生まれ。東京大学理学部地学科卒業。通産省（現・経済産業省）を経て、1997年より京都大学人間・環境学研究科教授。理学博士（東京大学）。専門は火山学、地球科学、科学コミュニケーション。京大の講義「地球科学入門」は毎年数百人を集める人気の「京大人気No.1教授」、科学をわかりやすく伝える「科学の伝道師」。「情熱大陸」「世界一受けたい授業」などテレビ出演も多数。ユーチューブ「京都大学最終講義」は110万回以上再生。日本地質学会論文賞受賞。

鎌田浩毅