火山灰
火山灰（かざんばい、英: volcanic ash[1]）とは、火山の噴出物（火山砕屑物）の一つで、主にマグマが発泡してできる細かい破片のこと。木や紙などを燃やしてできる灰とは成分も性質も異なる。
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地質学上の火山灰
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| 火山灰の光学顕微鏡写真（左）と電子顕微鏡写真（右） | |
火山から噴出されたもののうち、直径2mm以下の大きさのものを火山灰という。粒子の大きい順に「火山砂」（かざんさ）から「火山シルト」「火山粘土」へと呼び分けられることもある。物質としては火山ガラス、鉱物結晶、古い岩石の破片などである。
- 火山ガラス
- 火山が噴火する時にマグマが地下深部から上昇してくると圧力が下がるため、マグマに溶解していた水などの揮発性の成分が火山ガスと呼ばれる気体となって、マグマは発泡する。これにより、残っていた液体のマグマが粉砕され微粒子となる。これが空気中に噴出されると、結晶になる暇もなく急冷されてガラスとなる。このガラスの成分は元のマグマの成分によって異なる。
- 鉱物結晶
- マグマが地下深部から上昇してくるまでに、マグマの中で既にいくらか鉱物の結晶ができていることが多い。マグマが上昇して発泡する時に結晶自体が粉砕されることは少なく、1個ずつ分離された状態で噴出される。
- 古い岩石の破片
- 噴火が始まる時は火口を塞いでいた土砂等が吹き飛ばされる。また爆発的な噴火（水蒸気爆発など）の場合、火口上だけでなく周辺の山体を形成する岩石も破砕され、噴火の際共に放出される。そうして放出された岩体の内、細かいものについては火山灰に含まれる。
巨大な噴火によって大量の火山灰が空高く噴出すると、その火山灰は広範囲に同時かつ均一に堆積する（広域テフラ）。そのため地層が形成された年代を特定する際の鍵層として利用される。例として、日本においては約6,000年前まで、噴出した火山灰が日本全土を覆うような大規模な噴火が度々発生しており、遺跡の発掘調査や活断層の活動時期の推定において重要な目安となっている。また、南極大陸などの氷床の中にも火山灰の層が薄く含まれており、氷床コアを利用した研究を行う際に、氷の形成年代決定の重要な役割を担っている。
火山豆石
主に火山ガラスからなる火山灰の噴出途中や降下途中で水が混ざると、火山ガラスの粒子どうしが凝集して直径1～2cm程度の豆状になることがある。これを火山豆石（かざんまめいし、英: accretionary lapilli）という。火口湖などの水中で噴火が起こった場合や、噴火中に雨が降っていた場合に見られる。最近では、雲仙平成新山を形成した噴火の際、雨の日に火山豆石が降った記録がある。
特徴的な火山灰層を形成した火山活動
火山灰と人間
人間の生活圏に降る火山灰は、人間にとって困りものである。日常生活にも大きく影響し、火山灰が多く降り注ぐ日は視界も悪く洗濯物も外には干せない。多量に降ると農作物に被害が出る場合もある。ひどい場合は家が埋まってしまう場合もある。過去の巨大噴火では、大気圏上層に達した火山灰が日光を弱め、地球規模で気候の寒冷化をもたらしたと推測されている。
悪影響
人体
火山噴火による火山弾や火砕流の到達圏外であっても、火山灰だけでも健康被害が発生し得る。火山灰の中には微細ながら鋭利な組成・形状のものがあり、眼球を傷つけたり、吸入すれば喘息や慢性閉塞性肺疾患（COPD）を悪化させたりするおそれがある。このため降灰が続いている時の外出には、ゴーグルや防塵マスクの着用が望ましい。
インフラストラクチャー
火山灰が人間の居住地域に降り積もった場合は、生活や経済活動に支障をもたらす。火山灰それ自体が汚れであるうえ、量が多ければ農業生産ができなくなったり、建物が倒壊したり、自動車や鉄道、航空機が運行できなくなったり、上下水道を詰まらせたりする。土壌や凝灰岩として安定する前の火山灰は、山などの斜面や川岸・川底に積もった後に大雨が降るなどすると、土石流や河川・水路の氾濫を引き起こすこともある。
火山灰は雨水に濡れると導電性を持つため、電力や情報通信に依存する現代文明は、近代以前の火山灰災害になかった被害を受ける可能性が高い。火山灰を排水口に流して処理しようとするのは、下水道を詰まらせるため禁物である[2]。
航空機と火山灰
火山灰が空気中を舞って状況では、エンジンに防塵フィルターを付けた軍用ヘリコプター以外の航空機は離発着できない。プロペラエンジンやジェットエンジンに吸い込まれた極細粒の火山灰は、エンジン内部の熱で融解して付着し、部品を腐食また破損させるためである。また高速で移動する飛行機に火山灰が衝突すると操縦席の窓ガラスを傷つけ、視界が悪くなるおそれもある。
火山灰が航空機に影響を及ぼした事例としては、1982年にジャワ島のガルングン山の近くを飛行中の旅客機が、火山灰の雲に入り、4基のジェットエンジン全てが一時的に停止するトラブルに見舞われた事例（ブリティッシュ・エアウェイズ9便エンジン故障事故）がある。この事故は高度37,000フィート（約11,300メートル）で起こったものである。1万m以上の噴煙は2、3年おきにあり、2000年前ではあるが推定高度51kmという噴煙もあったので、高高度だからといって安全だとは限らない。
2010年、アイスランドにあるエイヤフィヤトラヨークトルの噴火によって発生した史上初の航空路の大混乱の結果として、「空気中1m3あたり2mg未満の火山灰」という飛行可能基準がCAA（イギリス民間航空局）によって制定された。それまでは火山灰があれば完全飛行禁止だった。ただし、飛行許可を得るには、事前に地上からのLIDAR（レーザー光レーダー）による計測を行う必要がある。
資源としての利用
古代ローマ時代、建材として使われていたローマン・コンクリートには、火山灰が使用されていたと言われるが、その方法は現代に伝わっていない。しかしながら、現在、コンクリートの骨材として火山灰を利用する方式が考案され、実用化に向けて研究が進められている。最近では、住宅用建材としてシラス壁といわれる壁材が火山灰を主原料としてつくられている。
日本人は火山灰を、磨き粉（クレンザー）や野球場グラウンドの土、顔の美容クリーム、陶磁器の釉薬などの成分としても利用している。
火山灰が積もった火山灰地は水はけが良いため水田には向かないが、過剰な水分を嫌う作物の畑作が行われている。
桜島
都市へ火山灰を日常的に降らせる活火山の例として、鹿児島市街に近い桜島がある。夏季は東よりの風に乗って鹿児島市方面で降灰し、冬季は西よりの風に乗って大隅半島での降灰が多いと言われるが、風向きは変化し易いので、周辺地域では一年中降灰が見られる。そのため、鹿児島地方気象台では、桜島上空の風のデータをもとに降灰の予報も出している。
また、空気中に漂う火山灰もあるため、雨の日には灰混じりの雨が降り、色の薄い洋服を着ていると雨に当たった部分が黒ずんでしまう。このような地域性のため、鹿児島市の中心部の商店街ではアーケードが非常に発達している。更に、鹿児島市内には「火山灰集積所」が随所にあり、降灰時は洗濯物を外に干さないのが一般的である。
脚注
参考文献
- 天野一男・秋山雅彦 「D-1-3 岩石の分類」『フィールドジオロジー入門』 日本地質学会フィールドジオロジー刊行委員会編、共立出版〈フィールドジオロジー〉、2004年、131-134。ISBN 4-320-04681-1。
- 「構成粒子の径と砕セツ岩」『理科年表 平成20年』 国立天文台編、丸善、2007年。ISBN 978-4-621-07902-7。
関連項目
外部リンク
- 火山灰への備え - 産業技術総合研究所
- 降灰への備え 事前の準備、事後の対応 (PDF) - 防災科学技術研究所
| 粒径（mm） | 砕屑物 | 砕屑岩 | 火山砕屑物 | 火山砕屑岩 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 64 以上 | 礫 | 礫岩 | 火山岩塊 | 火山角礫岩、凝灰角礫岩 | ||
| 64 - 2 | 火山礫 | ラピリストーン、火山礫凝灰岩 | ||||
| 2 - 1⁄16 | 砂 | 砂岩 | 火山灰 | 凝灰岩 | ||
| 1⁄16 - 1⁄256 | シルト | 泥 | シルト岩 | 泥岩 | ||
| 1⁄256 以下 | 粘土 | 粘土岩 | ||||
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