火山噴火の測定、理解、予測は、影響範囲内に住む10億人の安全にとって極めて重要です。
顕微鏡で火山岩を観察すると、地球の深部から地表まで溶融岩がどれほど遠くまで移動するのかがよくわかります。
過去の噴火は、差し迫った噴火までに人々にどれほどの猶予があるのかを予測するのにも役立ちます。
火山活動は世界的な恒常的脅威です。推定では、10億人が、火山噴火による潜在的かつ直接的な影響範囲内で暮らしています。
つい最近、コンゴ民主共和国の火山であるニーラゴンゴ山の噴火による溶岩流で、ニーラゴンゴ山により、32人が死亡し、さらに多くの人が行方不明になりました。数万人がゴマ市からの避難を余儀なくされています。
このことから、火山の内部の仕組みについて理解を深めることが、火山の麓に暮らす人々の安全を高める上で極めて重要であることがわかります。
火山学者として、私の研究はオーストラリア各地や世界中に及んでいます。しかし、最も驚くべき発見は、実は研究室で生まれることもあります。
私は火山岩や地球のマントルの破片を顕微鏡で詳しく調べ、溶融岩（マグマ）が地球の深部から地表までどれほど速く移動するのかを推定しています。これは、今後の噴火への備えに役立ちます。
オーストラリアの燃え立つ過去、そして未来
恐竜が絶滅してから近年の人類の定住に至るまで、マグマ活動によって、オーストラリア東部の縁に沿って4,000キロメートル以上にわたる火山の連なりが形成され、世界で最も広大な火山帯のひとつとなりました。
オーストラリア南部のマウント・ガンビアとマウント・シャンクで、約5,000年前に本土で最後の噴火が起きました。地質学的時間から見れば、ほんの一瞬です。
これらの噴火は地元のアボリジニの人々によって目撃され、何百年にもわたって受け継がれてきた口承伝承に取り入れられてきました。世代。
オーストラリアで最も新しい火山のひとつ、マウント・シャンク火山の火口からの眺め。写真：ヘザー・ハンドリー。
最後の噴火からの時間に基づくと、オーストラリア本土には、北東部（ケアンズの南西）と南東部（メルボルンから南オーストラリア州にかけて）の2つの活動的な火山地域がある可能性があります。
マウント・ガンビアとマウント・シャンクは、400以上ある火山のうちの2つで、活動的な南東部地域である「新期火山岩地域（Newer Volcanics Province）」に属しています。この地域は、少なくとも過去450万年にわたって活動を続けてきました。
この地域では将来噴火が起こる可能性が高いと考えられていますが、いつ、どこで噴火が起きるのかは正確にはわかっていません。
では、どのくらいの警戒時間が得られるのでしょうか。
この問いに答えるには、過去の噴火が残した秘密、つまり噴出した岩石とその中の結晶に閉じ込められた情報を解きほぐす必要があります。
最初の手がかりは、新期火山岩地域（およびその他の地域）で噴出した多くの黒い火山岩に、かんらん岩と呼ばれる緑色の岩の塊が含まれていることです。
これらの緻密な緑色の岩片は、実際には地表から30〜40キロメートル以上の深さにある地球の上部マントルの一部で、上昇するマグマによって引きはがされ、地表まで運ばれてきたものです。
これらの破片は、蜂蜜の入った円筒に小石を落とすように、上昇中の液体の岩石の中を沈んでいくことがあります。そのため、地表に到達するには、上昇するマグマが素早く移動しなければならず、おそらく発生源からわずか数日で到達したと考えられます。
火山の水晶玉
同様に、年輪が、木が育った当時の気候を教えてくれるように、火山岩の中の結晶やそれに含まれるマントルの破片は、地球内部を上昇する旅の途中で環境の記憶を保存しています。
下の写真では、マントル岩を通過したクロス偏光が、色とりどりの結晶のモザイク模様を浮かび上がらせている様子がわかります。暗い部分は、それを囲む火山岩です。
この薄い岩石の薄片の厚さはわずか30マイクロメートルで、一般的な人間の髪の毛のおよそ半分の太さです。
次に、走査型電子顕微鏡で、マントルの結晶が固化したマグマと接する境界を見てみましょう。
下の2枚の写真では、結晶の縁が明るい色になっていることがわかります。これは、化学組成が変化したことを意味します。これは、上昇中に新たなマグマ環境に適応するためであり、この過程は拡散と呼ばれています。
この化学的境界の鮮明さを利用して、岩石が噴出する前に、マントルの破片がマグマの中にどれほどの時間留まっていたかを推定します。
言い換えると、マグマが発生源から地表まで移動するのに要した最短時間であり、これが噴火の警戒時間となります。
また、マグマ内部で成長した結晶の化学組成や形状を用いて、火山の下にある配管系、すなわちマグマが地表に至る経路を明らかにすることもできます。
下の写真は、マグマが地表に向かって上昇し、その途中で冷却する際に結晶がとりうるさまざまな形状の一部を示しています。とげ状や骨格状の結晶は、上昇するマグマが急速かつ大きく冷却されたときに成長します。
これまでの調査では、新期火山岩地域の個々の火山が、地表への経路において驚くほど異なる道筋をたどることがわかってきています。このことが、噴火の警戒時間の違いにつながる可能性があります。
オーストラリアは備えができていない
オーストラリアで過去に起きた一部の噴火では、最大の警戒時間がおおむね数日程度だったと考えられることから、今後の噴火にどれほど備えられているかを検討する価値があります。それも、オーストラリア国内からの噴火だけを想定するのではありません。今回の世界的なパンデミックが私たちに何かを教えたのであれば、それは予期せぬ事態を想定することです。
大規模な火山現象は人類の近年の記憶からは遠いものですが、アジア太平洋地域では、およそ400年ごとに発生しています。
連邦政府が最近発表した、6億オーストラリアドルの新たな国家復興・レジリエンス庁の設立に向けた資金は、オーストラリアが気候変動に関連するいくつかの災害に適応するのに役立つでしょう。しかし、火山現象は対象から外れているようです。
オーストラリアの近隣にある環太平洋火山帯で、今後起こりうる壊滅的な火山現象への備えは、オーストラリアのリスクとレジリエンスに関する議論の一部であるべきです。
