火山研究解説集：薩摩硫黄島 (産総研・地質調査総合センター作成)


マグマのガス飽和圧力

竹島火砕流噴火（約7300年前），稲村岳噴火（約3000年前），硫黄岳噴火（約500年前）および昭和硫黄島噴火（1934-1935年）の各噴火のメルト包有物のH2OおよびCO2濃度から見積もられるマグマのガス飽和圧力を噴火時期とともにまとめると図のようになります（Saito et al., 2001）．

竹島火砕流軽石メルト包有物から見積もられるカルデラ噴火マグマのガス飽和圧力は80-180MPaで，実際のマグマ溜まりも発泡していたと予想されているので，マグマ溜まりの深さは3-7kmになります．

稲村岳マグマのガス飽和圧力は70-130MPaで，マグマ溜まりは深さ3-5kmと推定されています，

硫黄岳マグマは，70MPa（3km）と20MPa（〜1km）を示します，このうち，70MPa（3km）はカルデラ噴火マグマの最小値と同様であり，硫黄岳マグマがカルデラ噴火マグマ溜まりの”出残り”であるというモデルと調和的です．また，この圧力は稲村岳マグマの最小値とも同様であり，岩石学的に推定されている後カルデラ期マグマ溜まりの成層構造とも矛盾しません．

硫黄岳山頂付近では約1000年間火山ガス放出活動が続いています．この硫黄岳メルト包有物が噴出した約500年前には，すでに火道内対流によるマグマ溜まりの脱ガスがすでに開始していたことになります．H2O濃度が低く，そのガス飽和圧力も小さい（20MPa）メルト包有物は，このプロセスで脱ガスしたマグマの珪酸塩メルトを起源としているかもしれません．

昭和硫黄島マグマ（1934-1935）は，20-50MPa（1-2km）になります．本文で述べたように，このマグマはガスに不飽和であり，1-2kmという値は実際のマグマ溜まりの深さではありません．実際は，硫黄岳マグマと同様（3Km程度）であろうと推定されています．

Saito et al. (2001)のFig.8を改変．