泥火山活動は堆積システムにおける重要なプロセスとして広く認識されており、そこでは大量の細粒物質が数キロメートルもの深さの地下源から汲み上げられ、水や炭化水素液体やガスを含む他の流体とともに地表で噴出します。このようなシステムでは、噴出する泥流によって巨大な建造物が構築され、直径数キロメートル、高さ数百メートルに達します。
堆積環境での泥火山活動と比較して、マグマ環境でのそれは、頻繁に発生するにもかかわらず、科学界ではあまり注目されていません。その形態的表現は、通常、堆積環境のものと比較してはるかに小さく、多様性も少なく、一般的には単なる地熱現象と見なされています.
後生掛泥火山原は、北日本の南北に伸びる那須火山帯にある。その泥火山活動は、西側に近接してそびえる活火山の秋田焼山（標高 1366 m）と関連があると考えられますが、東側にある別の火山、八幡平（1614 m）も影響している可能性があります。後生掛泥火山原の母岩は安山岩と呼ばれる火山岩です。全域が十和田八幡平国立公園に含まれます。
後生掛泥火山原の活動域は82,000mに及びます。このフィールドの泥火山の地形は非常に多様で、サルサ池 (水が優勢な池)、グリフォン (押し出された堆積物でできた泥とガスのマウンド型の通気構造)、マッド ポット (泥とガスの広い通気構造、水っぽい泥で満たされています）。これらのグリフォンとマッド ポットの多くは、低レベルの排出量で今日も活動しています。フィールドの西側には、オユヌマ (英訳:グランド ホット ポンド) と呼ばれる大きな青みがかった湯気のあるサルサとその隣のグリフォン フィールドが支配する壮大な風景があります。現在、後生掛で最も活発な地域は、1981年から1982年にかけて大湯沼の西縁に形成された泥甕群です。噴出口から熱い泥やガスを噴き出すシーンは、まるで地獄のような光景を思い起こさせるかもしれません。あなたは確かにそれらのいずれかに陥りたくありません!
私たちの調査 (Komatsu et al., 2019) は、噴出した固体、液体、気体の性質とそれらの状態の特徴付けに焦点を当てました。測定された泥状流体の温度は 33 ～ 98 °C で、酸性 (pH 2.44 ～ 2.94) です。堆積した固相の鉱物種には、予想どおり豊富な粘土鉱物が含まれますが、高温シリカ多形体、微結晶オパール、非晶質形態のシリカもあります。これらの後者の鉱物種は、後生掛泥火山原の特定の深さにおける高温、熱水循環、および脱水反応などの条件またはプロセスを示しています。粘土鉱物は、高温の酸性水による母岩や堆積物の変質など、高度な地熱プロセスの生成物である可能性があります。このタイプの粘土鉱物の生産は、地質学では粘土化と呼ばれます。
後生掛泥火山地帯は、さまざまな噴出孔から二酸化炭素とメタンガスの両方が放出されている点が興味深い。二酸化炭素の放出はマグマ火山で一般的であり、実際、近くの秋田屋山火山からのガスの放出が観測されています。一方、放出されたメタンガスの検出と、噴出した泥中の有機成分であるビトリナイトの発見は、有機物に富む層の下に堆積した深い細粒の堆積層から少なくとも部分的に泥が供給されたことを示唆している可能性があります。環境。興味深いことに、秋田焼山火山の頂上から約 1000 m の深さでカルデラ内湖成堆積層が存在するという仮説が他の科学者によって立てられています。後生掛で噴出した堆積物の少なくとも一部は、この層に由来すると考えられます。
私たちの研究によると、野外の通気孔から出てくる水は、水素と酸素の同位体比の局所的な天水の値からの偏差によって特徴付けられます。これは、水が天水だけに由来するものではないことを示しており、値の偏差は、蒸発やより深い源からの他の水の混合などのプロセスによって説明される可能性があります.
かなりの量の細粒の堆積物供給、鉱物、およびガスと水の組成を必要とする豊富な泥火山の形態を考慮して、後生掛泥火山フィールドはマグマ系と堆積系の両方の特徴を持っていると仮定します。そのため、この泥火山地帯をハイブリッド システムと呼んでいます。
後生掛泥火山の駆動メカニズムに関しては、泥質堆積物の浮力、急速な堆積による過圧または過小圧縮条件下での高い流体圧、および堆積物中の気相の存在が重要な要因である可能性があります。しかし、後生掛における泥火山活動の実態については、まだ完全には解明されていません。例えば、後生掛泥火山原と地震との関係は不明です。泥噴火の地震誘発は、世界の他のいくつかの泥火山サイトで提案されています。しかし、この地域で地震が頻繁に発生しているにもかかわらず、地震によって引き起こされた泥火山活動が強化されたことを示す明確な証拠は見つかっていません。興味深いことに、一部のグリフォンは、低レベルの泥の噴火と、雨や大量の消耗によるゆっくりとした浸食の組み合わせにより、数日から数年という時間スケールで文書化された、ゆっくりではあるが顕著な形状の変化を示します。これらの小さな形態学的変化は私たちにとって興味深いものであり、将来さらに研究する予定です.
なぜ我々は泥火山活動を研究しているのか?これは、泥火山活動が地下への窓を提供していると考えられるためです。これは、自然が地表にもたらした堆積物や液体を調べることで、地下の状況や過去の環境について多くのことを知ることができることを意味します。この点は、深い掘削が技術的に困難な将来の惑星探査にとって特に重要です。多くの科学者は、火星の長い歴史の中で泥火山活動が行われてきたという仮説を立ててきました。このような火星の泥火山活動の中には、後生掛泥火山帯の場合と同様に、マグマ火山活動に関連したものもあるかもしれません。後生掛での私たちの地上アナログ研究は、噴火した泥が地下、古代の堆積環境、さらには惑星の潜在的な居住可能性についての情報を含む可能性がある火星で将来の泥火山探査を実施する可能性を評価するのに役立つことを願っています.
最後に、日本には「温泉」と呼ばれる温泉がたくさんあります。後生掛泥火山原周辺は温泉スポットも豊富。特に、近くにある後生掛温泉は泥火山から直接お湯を引いており、もちろん低温で泥火山の噴出孔から湧き出るお湯に浸かることができます！泥火山の奇妙で地獄のような外観にもかかわらず、後生掛の自然は、泥火山の水の中でリラックスしながら科学を学ぶことができるため、この地域を訪れる人々に利益をもたらします.
参考文献:
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