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【大地】マグマと溶岩の違いは?

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学習Q&A 大地
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マグマとは?

マグマとは、地球内部で岩石が高温のためにどろどろに溶けて液体状になったものです。

地殻ちかくやマントルは岩石でできた固体なのですが、特定の環境に置かれると、地下深くで溶けて液体状になります(正確には完全な液体ではありません)。これをマグマといいます。

温度は700~1300℃の範囲と考えられます。また、マグマの深さは数十km~150kmの地下で発生しますが、地球内部にあるために、実際のところははっきりと分かっていません。

マグマには、水・二酸化炭素・二酸化硫黄から成る火山ガス(気体)も含まれます。

地殻 … 地球の最も外側にある固体の岩石の層のことです。地球の半径に対してわずか1~2%ほどにしかありません。
マントル … 地殻と地球の中心にある核の間を占める厚い岩石の層のことです。地殻のすぐ下から約2900kmまでを占めます。地殻とは異なる物質から構成されていると考えられます。マントルは上部マントルと下部マントルに区分できます。

地球のマントルや地殻は主にケイ酸塩鉱物でできているために、それらが溶けたマグマも同様の成分になります。特に二酸化ケイ素(SiO2)が多く含まれます。二酸化ケイ素の割合は、マグマの粘り気を左右します。二酸化ケイ素が多ければ多いほどマグマは粘り気が強くなり、火山の形成に影響を与えます。

二酸化ケイ素 … 地殻中にともに豊富にある酸素とケイ素(シリコン)が結びついたケイ素の酸化物です。地殻をつくる最も重要な物質です。石英せきえい、砂、ガラスなどの主成分となっています。地球が形成されたとき、重い元素である鉄などは中心に沈み、軽くて酸素と結びつきやすい元素は外側に集まりました。

マグマはどこでもできるのですか?

マグマは地球上のどこにでもできるわけではありません。地球はプレートで覆われていますが、海側のプレートが隣り合った大陸側のプレートの下に潜り込んでいるような場所にできます。日本はちょうど数枚のプレートの境目にあたるので、マグマができやすい場所といえます。その他には海嶺と呼ばれる海底にある山脈の下でもできやすいといわれています。

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なぜマグマは上昇するのか?

マグマは液体なので、一般的に周囲の固体である岩石よりも密度が小さくなります。それによって広い意味での浮力が生じるために、マグマは地表方向へ上昇します。

固体・液体・気体の密度 … 物質は固体→液体→気体に状態が変化するにつれ、膨張していくために、密度が小さくなります。

マグマと周囲の密度が同じ位になると浮力が生じなくなり、密度が釣り合った場所(地表から深さ約5~25km)でいったんたまり、そこに「マグマまり」ができます。

たまったマグマにさらに新しいマグマが下から供給されてくると、それに押し出されるように、火口まで伸びる道(火道かどう)を通っていきます。

浮力自体でもマグマ溜まりから上昇することがあります。

火道を上昇するさいに、マグマに溶けていた二酸化炭素・水・二酸化硫黄などの揮発性きはつせいのある成分が、地表に向かうにつれて圧力が減少することにより発泡はっぽうし、膨張します。そうすることによって体積が大きくなります。火口まで来ると、それらの気泡が一気に膨張し、爆発的な噴火になることがあります。

揮発性 … 液体が蒸発して気体になりやすい性質のことです。

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溶岩とは?

溶岩とは地下にあるマグマが地表に出てきたものです。マグマの圧力が下がることによって、一気に発泡・膨張し、火口から噴き出ます。また、発泡が少なくそこまでの膨張が起こらない場合でも、溶岩流として流れ出ます。

溶岩の温度は約700~1200℃の範囲です。溶岩は地表に出て時間が経過すると、冷えて固まります。溶岩が歩けるほど表面が冷えるのは数日~数週間程度ですが、厚い溶岩全体(深い所まで)が100℃以下まで冷えるのに、数年程度かかることがあります。

溶岩は、火山噴火のさいに火口から噴き出たマグマを起源とする物質のうち、液体状で流れ出た溶けた物質と、それが固まってできた岩石の両方のことを指します。

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