火山が噴火するときに見られるものの一つが「溶岩」です。溶岩は、火山から噴き出す高温の溶けた岩のことを指し、時には山を越えて流れ、周囲の地形を変えることがあります。しかし、溶岩はどのようにして作られるのでしょうか？この問いには、地球の内部の動きや火山活動の仕組みを理解することが必要です。
この記事では、「溶岩がどのようにして作られるのか？」について、中学生にも分かりやすく説明していきます。溶岩の成り立ちから、火山がどのように活発になり、溶岩を噴き出すのかまで、じっくりと探求していきましょう。
1. 溶岩とは何か？
まず、溶岩とは何かを簡単に説明します。溶岩は、地下のマグマが火山口を通って地表に出てきた状態を指します。マグマが地下で岩を溶かしてできる液体状態の物質で、火山噴火によって外に出て冷えると、固まって新しい地形を作り出します。
溶岩は、岩の成分が溶けて液体になることによって、非常に高温になります。一般的には1000℃〜1200℃ほどの高温で、火山の中で溶けていた岩が外に出るときに、その熱を持ち続けながら流れ出します。
2. 地球の内部構造と溶岩の関係
溶岩がどのようにして作られるかを理解するためには、地球の内部構造を知っておく必要があります。地球は大きく3つの層に分けられます。
- 地殻（ちかく）：地球の表面にあたる部分で、私たちが普段歩いている地面です。厚さは20〜70 km程度で、岩石が集まっています。
- マントル：地殻の下にある層で、約2900 kmの深さまで広がっています。ここでは、固体の岩石が高温と高圧で溶けかけた状態になっています。
- 核（かく）：地球の中心部にある層で、外核は液体、内核は固体です。鉄とニッケルなどの金属が主成分です。
溶岩がどのようにして作られるかは、主に「マントル」の働きと関係しています。地殻の下にあるマントルは非常に高温で、岩石が溶けかけている状態です。この溶けた岩が、上昇してくることによって溶岩が生まれます。
3. マグマの生成と上昇
マグマは、地球内部のマントルや地殻にある岩石が高温で溶けることによって生成されます。このプロセスを「融解（ゆうかい）」と呼びます。では、どのようにして岩石が溶けてマグマが作られるのでしょうか？
(1) 熱による溶解
地球内部は非常に高温で、マントルは約1000℃〜4000℃もの温度を持っています。ここで、岩石の成分が高温によって溶け始め、マグマができるのです。
(2) 圧力の影響
地球内部では、深くなるほど圧力が高くなります。圧力が高い状態では、岩石は簡単には溶けません。しかし、プレートが動いたり、地殻にひびが入ったりすることによって圧力が低くなり、岩石が溶けやすくなります。これがマグマが生まれる一因です。
(3) 水分の影響
また、水分が岩石に含まれることで、溶けやすくなることもあります。水分は岩石の融点を下げる働きがあり、これによって比較的低い温度でマグマができることもあります。
4. マグマの上昇と火山活動
地下で溶けた岩石は、マグマとして固体の岩を破りながら上昇します。この過程で、マグマが地表に出てくると溶岩となります。では、マグマはどのようにして上昇するのでしょうか？
(1) マントル対流
地球内部で起きている「マントル対流」が、マグマの上昇に大きく関わっています。マントル対流とは、地球内部の高温の部分が膨張して上昇し、冷えた部分が沈み込むという現象です。この対流によって、マグマが上昇する力が働きます。
(2) プレートテクトニクスと火山の関係
地球の表面は、数枚の大きな「プレート」に分かれています。これらのプレートが動くことによって、火山ができる場所が生まれます。プレートが衝突したり、引き離されたりすることで、マグマが上昇して火山が噴火します。
- 収束境界：プレートがぶつかり合う場所で、地殻が押しつぶされ、マグマが上昇して火山が形成されます。
- 発散境界：プレートが引き離される場所でも、マグマが上昇して新しい地殻を作り、火山ができます。
(3) 火山の噴火
マグマが上昇して火山の地表に達すると、そこから溶岩として噴き出します。この噴火の仕方によって、火山の形が決まります。例えば、爆発的な噴火をする火山は、細かい火山灰やガスを大量に放出し、広がりながら火山の形を作ります。一方、静かな噴火をする火山は、溶岩がゆっくりと流れ出し、盾のような形の火山を作ります。
5. 溶岩の種類とその特徴
溶岩にもいくつかの種類があり、それぞれ性質が異なります。主に以下の2つのタイプに分かれます。
(1) 玄武岩（げんぶがん）溶岩
玄武岩溶岩は、比較的流れやすい溶岩です。これが多くの火山で見られ、火山の噴火によって広がりやすい特徴があります。温度は約1000℃〜1200℃で、比較的低い温度で噴き出すことが多いです。これにより、広範囲にわたって流れ出し、火山の側面に広がります。
(2) 安山岩（あんざんがん）溶岩
安山岩溶岩は、玄武岩よりも粘り気が強く、流れにくい溶岩です。これが噴き出すと、火山の口の周りに堆積し、積み重なることで高い火山の形を作ります。温度は約800℃〜1000℃で、玄武岩よりも粘り気が強いので、噴火時に爆発的な現象を引き起こすことがあります。
6. 溶岩の冷却と地形の形成
溶岩は、火山から噴き出して冷えると固まり、新しい岩を形成します。この固まった岩が、地形を変える原因となります。溶岩が冷えて固まると、次のような特徴的な地形が作られます。
- 溶岩台地：広い範囲にわたって溶岩が流れ、冷えて固まることで平らな地形ができます。これを溶岩台地と呼びます。
- 溶岩ドーム：溶岩が上昇し、火山口の周りに積もってできるドーム状の地形です。
- 溶岩の割れ目：冷えた溶岩がひび割れを起こすことがあります。この割れ目は、火山活動の痕跡として残ります。
7. 結論
溶岩は、地球内部でマグマが生成され、そのマグマが上昇して地表に出てくることで形成されます。この過程は地球内部の熱と圧力、そしてプレートの動きによって影響を受けます。溶岩が冷えると新しい地形ができ、私たちの住んでいる地球の景観を作り上げていきます。溶岩の流れや火山活動について理解することは、自然の力を学ぶ上で非常に重要です。
