火山の噴火は、地球上で最も印象的で、激しく、劇的な自然の変化をもたらす現象の一つです。噴火の光景には、裂け目から泡立ちながら流れ出る鮮やかな黄色や赤色の溶岩、オレンジ色の炎、白い煙が含まれることがあります。
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火山から噴き出す目に見える危険に加え、目には見えないものの同様に危険なものがあります。有毒ガスである二酸化硫黄、二酸化炭素、硫化水素、塩酸、そして一酸化炭素です。これらのガスは、地中の圧力がもはやそれらを閉じ込めておけなくなるとマグマから放出されますが、これはシャンパンのボトルや炭酸飲料の缶を開けるのに似ています。
備えるためには、火山や噴火の種類、放出される可能性のあるガスやその他の噴出物、そして煙、火山灰、ガスがどこまで到達しうるかを知っておくことが含まれます。
火山の種類
地質学者は一般に、火山を4つの主要なタイプ、すなわち噴石丘、成層火山、楯状火山、溶岩ドームに分類します。
- 噴石丘またはスコリア丘は最も一般的な火山のタイプです。まっすぐで急な斜面を持ち、山頂に大きな火口があり、高さが300メートル（1,000フィート）を超えることはまれです。
- 成層火山は、複合火山と呼ばれることもあり、多くは3,000 m（10,000 ft）を超える高さがあります。ふもと近くでは緩やかな斜面ですが、頂上に向かうにつれて急になり、山頂には小さな火口があります。最も絵になる火山のタイプであり、同時に最も致命的でもあります。
- 楯状火山は巨大で幅広く、通常は高さの20倍の幅があります。世界で最も高い火山は楯状火山で、9,500m（31,000ft）を超えてそびえています。
- 火山ドームまたは溶岩ドームは、粘性が高すぎてあまり遠くまで流れない、比較的小さく丸みを帯びた溶岩の塊によって形成されます。1
火山噴火の種類
火山噴火の種類は、結晶とガスの含有量、およびマグマの温度によって決まります。
- 結晶はマグマの粘性（液体のねばり気）に影響します。結晶含有量が増えると、それに応じてマグマはより粘性の高い、よりどろっとしたものになります。
- ガスは、より粘性の高いマグマの中に閉じ込められると、逃げ出しにくくなります。そのため、爆発が起こる可能性が高くなります。
- 温度： 高温のマグマではガスがより容易に放出されますが、低温のマグマはより粘性が高く、爆発の可能性が高まります。
火山噴火はいくつかの種類に分類されます。特定の火山にちなんで名付けられたものもあれば、噴出物の形状や発生場所に基づいて名付けられたものもあります。
- ストロンボリ式噴火は、マグマで満たされた山頂火道の開口部から流動性の高い溶岩が断続的に噴き出すのが特徴です。爆発は通常、数分ごとに規則的または不規則な間隔で発生します。
- ブルカノ式噴火は、粘性の高いマグマによる短時間で激しく、比較的小規模な爆発です。ブルカノ式噴火では強力な爆発が生じ、噴出物は毎秒350メートル（時速800マイル）を超える速度で移動し、上空数キロメートルまで達することがあります。
- 溶岩ドーム噴火は、非常に粘性が高く岩塊状の溶岩が、爆発を伴わずに噴出口から押し出されることで形成されます。
- スルツェイ式噴火は、通常は海底火山において、マグマまたは溶岩が水と爆発的に相互作用する噴火です。
- ハワイ式: 山頂の噴出口、または噴出口が連なる線状の割れ目（フィッシャー）から、流動性の高い溶岩が噴流となって空中に放出されます。この噴流は数時間、あるいは数日間続くことがあり、これは「fire fountaining」と呼ばれます。マグマの粘性が低いため、溶岩は冷えて固まる前に何マイルも流れることがあります。
- プリニー式噴火は、すべてのタイプの中で最大規模かつ最も激しいものです。極めて破壊的で、1980年のセント・ヘレンズ山で起きたように、山頂全体を吹き飛ばしてしまうことさえあります。
火山灰とは何ですか？
火山灰は、一般に「テフラ」または「火砕物」全般を指す用語として使われます。これらは、火山から噴出したさまざまな大きさの火成岩粒子です。テフラ／火砕物は粒径によって分類されます。
- ブロックまたは火山弾: 64ミリメートル（2.5インチ）超
- ラピリ: 64 mm未満
- 火山灰: 2 mm（0.079インチ）未満
- 細粒火山灰または火山じん: 0.063 mm（0.0025インチ）未満
すべての爆発的噴火ではテフラが生成されます。その後、火山灰や細粒火山灰は卓越風によって拡散し、数百キロメートル、あるいは数千キロメートル離れた場所にまで降下することがあります。大気中に浮遊する火山灰は、航空にとって危険要因です。
テフラは地上でも大きな影響をもたらすことがあります。比較的薄い降灰（10 mm未満）でも、影響を受けやすい人々に健康上の悪影響を及ぼす可能性があり、重要インフラサービス、航空、農業、その他の社会経済活動を非常に広い範囲で混乱させることがあります。
厚い降灰（100 mm超）は、作物、植生、インフラに被害を与え、建物に構造的損傷を引き起こし、大規模な清掃作業を必要とすることがあります。ただし、通常は噴出口から数十キロメートル以内に限られ、また大規模噴火に伴って発生するため、比較的まれです。
短期的な影響としては、一般に目や上気道の刺激、および既存の喘息の悪化が含まれます。影響を受けた地域社会では、生計手段の中断やそれに伴う不安など、その他の直接的・間接的な社会的影響が生じることもあります。2
vogとは何ですか？
「vog」という用語は一般的な総称であり、実際のガスと粒子の割合は、大気中でどれだけ反応する時間があったかによって異なります。Vog は、SO2 ガスと PM2.5 のかすんだ混合物で、主に硫酸の液滴やその他の硫酸塩（SO4）化合物で構成されています。
エアロゾルは、SO2 とその他の火山ガスが大気中で結合し、数分から数日にわたって酸素、水分、粉じん、日光と化学的に相互作用することで生成されます。
Vog の正確な組成は、火山噴煙が大気中でどれだけ反応する時間があったかによって決まります。噴火口から遠く離れると、エアロゾルが vog の主成分になります。火山に近い場所では、vog にはエアロゾルと未反応の SO2 ガスの両方が含まれます。
ガス放出源の近くでは、vog に未反応の SO2 ガスがかなりの量含まれることがあります。SO2 ガスが大気中で反応する時間が長いほど、SO2 ガスから粒子への変換はより完全になります。微小粒子は太陽光を散乱させ、風下で観測される視程低下を伴うかすみを引き起こします。したがって、火山から遠く離れるほど、vog は主に PM2.5 で構成されます。
既往症のある人は、vog への曝露による健康影響を受けるリスクが最も高いグループですが、健康な人でも症状が現れることがあります。
農作物やその他の植物も、これらの汚染物質への曝露によって被害を受ける可能性があります。汚染物質（SO2 と酸性雨）の通り道にある農地や庭では、SO2 ガスと酸性粒子を運ぶ風によって植物に重大な被害が生じたと、農家や園芸家から報告されています。
laze とは何ですか？
溶岩が海に流れ込むと、海水と激しく反応して別の種類のガスプルームを生じ、海への流入地点の風下にかすみを伴う有害な状態をもたらします。これは「laze」プルーム（'lava' と 'haze' を組み合わせた言葉）と呼ばれ、高温の溶岩が海水を沸騰させて蒸発し尽くす過程で、一連の化学反応によって形成されます。
Laze は多くの場合、塩化水素ガス（HCl）、水蒸気、そして微小な火山ガラス粒子からなる刺激性のある混合物です。この高温で腐食性のあるガス混合物は死亡事故を引き起こしたこともあるため、laze は深刻に受け止める必要があります。風によって laze が運ばれ、その薄い縁の部分でさえ皮膚や目の刺激、呼吸困難を引き起こすことがあります。Laze はまた、腐食性をもつ酸性雨をもたらすことがあります。3
火山ガスは何で構成されていますか？
マグマには溶存ガスが含まれており、これがほとんどの火山噴火を引き起こす駆動力となります。火山ガスとして圧倒的に最も多いのは無害な水蒸気です。しかし、火山からは二酸化炭素、二酸化硫黄、硫化水素、ハロゲン化水素も相当量放出されることがあります。
火山性二酸化炭素
この無色無臭のガスが火山から放出されると、通常は非常に速やかに低濃度まで希釈されるため、生命を脅かすことはありません。しかし、冷たい二酸化炭素ガスは空気より重いため、低地に流れ込み、特定の非常に安定した大気条件でははるかに高い濃度に達することがあります。これは人や動物に深刻なリスクをもたらす可能性があります。
3%を超えるCO2を含む空気を吸入すると、頭痛、めまい、心拍数の増加、呼吸困難が短時間で生じる可能性があります。濃度が約15%を超えると、CO2は急速に意識喪失と死に至らせます。
火山から放出される二酸化炭素は通常すぐに希釈される傾向があるため、一般的には人に直接的な脅威をもたらすことはありません。しかし、二酸化炭素は空気より重いため、低地に滞留することがあります。火山噴火後にガスがたまった低地に人が立ち入った場合、この高濃度の空気を吸い込むことは致命的となる可能性があります。3
火山性二酸化硫黄（SO2）
二酸化硫黄（SO2）は、目、皮膚、呼吸器系に刺激を与えます。心血管疾患や、喘息などの呼吸器疾患がある人は、特に影響を受けやすくなります。高齢者、乳児、妊婦も特に感受性が高いとされています。当局によれば、火山性二酸化硫黄への曝露による長期的な健康影響は明らかになっていません。
二酸化硫黄は無色で刺激臭のあるガスで、皮膚や、目、鼻、喉の組織および粘膜を刺激します。SO2の放出は、火山の風下で酸性雨や大気汚染を引き起こす可能性があり、高濃度の二酸化硫黄は火山スモッグを発生させ、風下地域の住民に持続的な健康問題をもたらします。
大規模な噴火の際には、SO2が高度10kmを超えて成層圏にまで注入されることがあります。そこでSO2は硫酸塩エアロゾルに変換され、太陽光を反射するため、地球の気候を冷却する効果があります。また、オゾンを破壊する反応の多くがこのようなエアロゾルの表面で起こるため、オゾン層の減少にも関与しています。4
火山性硫化水素
硫化水素は無色で可燃性のガスで、強い不快臭があり、下水ガスと呼ばれることもあります。高濃度では非常に有毒です。
興味深いことに、人間の鼻は現在のどのガス監視機器よりもH2Sに敏感です。わずか0.000001%のH2Sを含む空気混合気でも、腐った卵のような臭いが感じられます。しかし、混合比が約0.01%を超えると、H2Sは無臭になり、非常に有毒となって、上気道への刺激を引き起こし、長時間曝露では肺水腫を生じさせます。
500 ppmを超える濃度に5分以上曝露されると、人は倒れることがあります。このレベルに最長1時間曝露された場合、死亡する可能性があります。
火山性ハロゲン化水素（HF、HCl、HBr）
マグマが地表近くまで上昇すると、火山はフッ素（HF）、塩素（HCl）、臭素をハロゲン化水素（HBr）の形で放出することがあります。これらのガスは酸性で、溶解性が高く、酸性雨を引き起こす可能性があります。火山灰粒子もまた、しばしばハロゲン化水素で被覆されています。いったん堆積すると、これらの被覆された火山灰粒子は、飲料水供給、農作物、放牧地を汚染する可能性があります。5
リスクの高い集団と火山ガス排出
健康な成人の多くは、曝露しても回復します。ただし、次のような一部の人々は、重篤な健康被害のリスクがより高くなります。
- 幼い子ども。 肺がまだ発達段階にある子どもは、基礥疾患の有無にかかわらず、より影響を受けやすいと考えられています。
- 妊婦。 vogの吸入により、妊婦と胎児は一般の人々よりも高いリスクにさらされます。
- 高齢者。 この集団は、既存の肺疾患や心疾患の有病率が高いため、リスクが高いと考えられています。
- 呼吸器疾患のある人。 肺気腫、慢性気管支炎、COPD、喘息、またはその他の呼吸器疾患のある人はリスクがあります。
- 心血管疾患のある人。 循環器疾患には、高血圧、血管疾患、心不全、脳血管疾患が含まれます。これらの疾患がある人は、心筋梗塞、一過性の胸痛、心不全、脳卒中、および心不整脈による突然死を起こしやすくなります。
火山噴出物への備えのポイント
- できるだけ屋内にとどまる。これは、屋外の空気が室内に入りにくい建物で特に有効です。
- 屋外ではマスクを着用する。煙の粒子から身を守るには、N95またはN100等級の防じんマスクのみを使用してください。
- 大気質モニタリングサイトを確認する。たとえば、AirVisual Air Quality Index などです。
- 薬をすぐ使えるようにしておく。 喘息やその他の呼吸器疾患がある場合は、薬を手元に置き、処方どおりに使用してください。薬を持っていなくても必要かもしれないと感じる場合は、医師に連絡してください。
- 大気汚染対策マスクを着用する。たとえば、KN95認証のIQAir Maskを使用し、vogに含まれる空気中の粒子状汚染物質の吸入から身を守りましょう。
- 自宅の中にクリーンエア空間を作る。 粒子やガスは、家の中に急速に蓄積する可能性があります。窓を閉め、換気口を含む屋外への開口部をすべてふさいでください。エアコンを使用する場合は、必ず内気循環に設定し、外気導入口を閉じてください。火山性スモッグ（vog）向けの高性能空気清浄機（GC MultiGas など）で、空間を換気する際の空気をろ過してください。
- 室内空気をさらに汚染する活動は避ける。 ろうそくを灯す、暖炉を使う、さらには掃除機をかけること（高性能HEPA掃除機を使用している場合を除く）も避けてください。これらはすべて、室内空気汚染物質の追加発生源になる可能性があります。
火山噴火のような自然現象は制御できません。しかし、知識を持って備えることで、自分自身と家族をできる限り守ることができます。
