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Oct 04, 2023

火山の結晶と鉱石はより良い未来につながる可能性がある

Ricordo di aver frequentato il mio primo corso di geologia quando ero ancora giovane e non ero ancora a scuola.

私は初めて受けた地質学の授業を覚えています。地質学という言葉の意味すら知らなかった学生時代。 先生が私たち全員に火山を描くように言ったので、ノートを取り出して、溶岩、太陽、木々などを描いた典型的な三角形の形を描きました。 それから先生は同じもの、つまり三角形をホワイトボードの一番上に描き、「これは素晴らしいですが、これを見てください。」と言いました。

それから彼女は、地表の下に火道とマグマだまりの広大な迷路を描き始めました。これは火山の奥深くで起こっているすべてのものであり、マグマが噴火の発達をどのように制御しているかを示しています。

火山の深部で何が起こっているかを理解することは、地表での噴火の進展を理解するために重要です。

すっかり夢中になってしまいました。 その日から私は火山学者になりたいと思うようになりました。

火山の深部で何が起こっているかを理解することは、地表での噴火の進展を理解するために重要です。 もちろん、活火山の中に入ることはできません。 しかし、私たちは科学を使って調査することができます。 その複雑さは非常に大きく、その複雑さは設定に応じて異なることがわかりました。

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通常、私たちは地球上の 3 つの構造領域で火山を見つけます。 1 つは、2 つの構造プレートが互いに向かって移動する場所であり、これはアーク システムと呼ばれます。 もう 1 つは、2 つのプレートが互いに離れる場所、つまり中央海嶺です。 そしてもう1つは、地質学的に言うと辺鄙な場所にあり、そこにハワイのようなホットスポットがあります。 マグマ供給システムの構造は、これらの異なる地質環境ではまったく異なる場合があります。

今後の活動をより深く理解する手段として、噴火を引き起こしたプロセスを特定することもできます。 こうすることで、より良い予測を準備できるようになります。

地表まで到達して溶岩を生成するマグマは、液体、気体、結晶の混合物です。 クリスタルは本当にクールで、まるで小さなヒーローのようです。 それらは火山の内部で成長し、私たちが見ることができないすべての出来事を記録します。 それらは年輪のようなもので、私たちが長年にわたる気候の変化を見ることができます。 これらの結晶は塩の粒のように小さく、運が良ければひよこ豆ほどの大きさになるかもしれません。 しかし、これらの結晶の中には、マグマ系で何が起こっているかを記録する層が得られます。

私たちは顕微鏡と高度な実験技術を使用してこれらの結晶を分析します。 このようにして、噴火前に火山内で起こった一連のプロセスを確認できます。そして重要なことに、噴火前の最後のプロセス、つまり結晶上の最後のリングを見ることができます。

私たちは、目の手術に使用するようなレーザーを使用して、これらの結晶から薄い層を除去する技術を開発してきました。 次に、その物質を化学組成を測定する機器、つまり質量分析計に運びます。 これから、この資源である結晶の成長時の化学反応のイメージを構築できます。 今後の活動をより深く理解する手段として、噴火を引き起こしたプロセスを特定することもできます。 こうすることで、より良い予測を準備できるようになります。

私にとって最も素晴らしいのはサウンドです。 ストロンボリ島の噴火を初めて見たときのことを覚えています。ゴロゴロという音が信じられないほどでした。

結晶の最後のリングは、噴火の直前に新しいマグマがマグマだまりに入ったことを示しています。 その新しいマグマは組成が異なっている可能性があり、ガス含有量が高く、シャンパンのボトルを振るときと同じように、マグマを地表まで押し上げるのに十分な不安定性を生み出しました。

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次に、どの深さでこれが起こったのかを知りたいと思います。 火山の内部は何キロメートルでしたか? タイムスケールはどのくらいでしたか？ これは、将来、たとえば地震によってその深さでマグマの動きを検出した場合に、どのくらいの時間があれば反応しなければならないかを示しています。 これは理想的なシナリオであり、火山が過去にどのように振る舞ったかについて理解を深め、将来の活動をよりよく理解できるようになります。

私はサンプルを採取するために火山に行くことがよくありますが、通常は噴火後の静かなときに行われます。 しかし、火山が噴火するのも見たことがあります。 私にとって最も素晴らしいのはサウンドです。 ストロンボリ島の噴火を初めて見たときのことを覚えています。ゴロゴロという音が信じられないほどでした。 あまり近くにいるのは安全ではないため、聞こえないことがよくあります。 地球がいかに生きているかを実感させられます。

噴火が続いているとき、人々は本当に苦しんでいます。 したがって、噴火の始まりの兆候を取得するだけでなく、噴火がいつ終わるのかも知る必要があります。

私たちの前には 2 つの大きな課題があります。 レーザーを使用して結晶から詳細な情報を抽出するのと同じ方法で、それらの結晶を表面にもたらす液体の化学を理解するためのレーザー技術も開発しています。

結晶を使えば、噴火の前に何が起こったのかを知ることができます。 しかし、これらの液体を理解できれば、どのようなプロセスが火山活動を延長し、火山活動を終わらせるかを理解することができます。 人口が集中している地域やインフラが整備されている地域で噴火に対処している場合、噴火がいつ終わるかを知りたいと思うでしょう。 噴火が続いているとき、人々は本当に苦しんでいます。 したがって、噴火の始まりの兆候を取得するだけでなく、噴火がいつ終わるのかも知る必要があります。

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私はまた、再生可能な未来に必要な資源を得る上での火山の影響にも興味があります。 再生可能エネルギーに移行するには、さらに多くの金属、たとえば銅を調達する必要があります。 非常に興味深いのは、地殻プレートが互いに向かって移動する環境では、火山が銅の主要な工場であるということです。

火山が銅の肥沃な理由は何でしょうか? 私たちの詳細な分析手法を使用すると、マグマが地表に向かう過程と、その過程が火山の銅を蓄積する能力とどのように結びついたのか、あるいはそうでなかったのかをより正確に再現することができます。

グレム・シムに言われたとおり

元々は、活火山の奥深くから採取された結晶と豊富な鉱石がより良い未来への道を導く可能性があるとしてコスモスによって出版されました。

テレサ ユビデは、クイーンズランド大学の火成岩石学/火山学の准教授であり、地球科学への貢献に対してオーストラリア科学アカデミーから授与される 2023 年のアントン ヘイルズ メダルの受賞者です。