ハワイではよくあること。」1973年アイスランドのHeimaey島で噴火が起きた時は、人の力で溶岩流の阻止を試みた。1000°Cを超す溶岩が家屋を焼き、漁港に接近。住民は奮起し、10億リットル近くの海水を溶岩流に放水した。海水は空気より100倍速く溶岩を冷やす。半年に及ぶ戦いの末、600万m3の溶岩流はただの岩石と化した。噴火は収まり、漁港は救われた。火山の脅威で最初に思いつくのは溶岩だが、静かに忍び寄る脅威も存在する。火山ガス噴火により排出される二酸化硫黄は大気中の水と混ざる。これは酸性雨の原因となる。火山ガスで最も危険な気体の1つが無色無臭の二酸化炭素。Cameroonの火山では、二酸化炭素が大災害を引き起こした。現況は火口湖のNyos湖。この地下にあるマグマは二酸化炭素を絶えず水中に放出している。1986年8月21日の夜、およそ幅1km、高さ1kmの二酸化炭素が湖面から浮上。二酸化炭素は空気より重いため、麓の村へ流れ込み、住民を窒息死させた。Laboratory)「火山湖から発生した二酸化炭素は、地面を這うように移動。約1700人の村人が就寝中に亡くなった。火山ガスははるか昔にも地球上の他の生物を危機に陥れたことがある。複雑な生命体には酸素が不可欠だが、酸素がない時代もあった。地球のほぼ全体が海で覆われていた27億年前、空は二酸化炭素と窒素で満ちていた。海ではシアノバクテリアと呼ばれる細菌が二酸化炭素を吸収し、酸素を排出する光合成を行っていた。通常なら酸素は浮上し、大気に放出される。一部の学者はこの酸素は失われたと主張する。火山ガスの硫化水素などが酸素と結びつき、硫酸になったという。これでは複雑な生命体は生まれてこない。それから2億年後状況が好転した。地殻変動により陸地が一気に増えると共に、海底火山が海面上に出た。酸素は火山ガスから逃れてついに大気中に放たれた。その酸素のおかげで生物の進化が始まった。火山ガスはそれ自体が十分危険。ガスが一気に膨れると、弾丸が飛ぶ原理で火砕物が放出される。プレートの境界に形成された火山では特に注意が必要。Swanson「2枚のプレートがぶつかり合う。普通古い方のプレートは、温度が低く密度が高いため、新しいプレートの下に潜る。下側のプレートは高温にさらされる。プレートにある水分子がマントルと混ざり、比重の小さいマグマができる。Shields「地下の岩石が溶けると、マグマとなって地表の方へ上昇する。」このような形の火山を成層火山(Stratovolcano)と呼ぶ。成層火山は盾状火山より粘性がある溶岩によって造られる。火山と言えば誰もがこの円錐形の成層火山を想像するだろう。成層火山と盾状火山の違いは外観だけではない。ガラスの材料である二酸化ケイ素、別名シリカの量が違う。シリカはマグマの主成分。成層火山のマグマは盾状火山よりシリカが多い。Hon「盾状火山は溶岩の流動性が高く、ガスが外に抜けやすい。成層火山の溶岩は、粘性が高く、隙間がないのでガスは抜けない。溜まったガスが大爆発を起こす。成層火山は細かい岩や灰を噴き上げる。これらが噴煙の中で衝突し、危険な現象が生じる。火山雷Rowland「噴煙の中には細かい岩や火山灰がある。それらが衝突すると電荷移動が起こる。粒子が正の電荷や負の電荷を帯びる。じゅうたんに手をこすっても同じことが起こる。電荷移動がどんどん進んでいくと、電位差が大きくなり、放電が起こる。放電現象は火山の火口付近で起こる。遠方から見るとまさに自然の神秘だが、近寄りすぎると二度とその景色は拝めない。1999年以降Etna山では火山雷によって4人が死亡している。強い電流によって神経系が損傷した。予測は難しいものの、火山雷は火口に近づかなければ怖くない。被害が広範囲に及ぶ危険な現象も存在する。テフラ火山の大爆発は岩石を粉砕し、その破片を遠方まで飛ばす。Shields「火山噴出物を総称してテフラという。2.5ミリほどの細かい粒も、小型車くらいの塊もそう呼ぶ。」テフラの塊は火口から800mも飛ぶ。Lopes「私はエトナ山の火口から1.5kmの距離で、噴火による煙を見た。火山はゲップをするように岩を吐き出した。熱さはないものの、火口付近の旅行者の頭上に落下した。小さなゲップで9人が亡くなった。大きいテフラが当たると致命的。直径2ミリ以下の小さな粒のほうがもっと危険。火山灰は木材の灰ほど柔らかくない。シリカや岩石の破片なので、硬くて粗い。噴出された火山灰は、航空機にまで外を及ぼす。Observatory)「エンジンに火山灰が入ると、エンジンの温度が高いので、シリカが溶け出す。シリカがエンジンにくっつく。火山灰は低温の部品に触れて固まり、故障を引き起こす。エンジン停止などの原因になる。火山灰に突入した約100機のうち7機にトラブルが発生、3機がエンジン停止に追いやられ、墜落の危機に直面した。1982年、747型機がインドネシア上空で火山灰の中に突入した。全エンジンが停止、機体が7000m降下した所で、エンジンの再点火に成功。海への墜落は免れ、乗客248名は助かった。火山灰は地上にいる人々にも危険。降り注ぐ火山灰を逃れて建物に駆け込んでも、危険は待っている。火山灰は高密度、少し積もるだけで建物は崩れる。灰が雨水を吸収すれば、さらに重みが増す。火山は溶岩などが積もり成長する。高い山ほど不安定で、熱い酸性ガスが岩に染みるとより危険。山の側面が崩壊して、海に落ちるからだ。Hammer「ハワイでは頻繁に見られる光景。avalanche)と呼ばれる現象で、火山の生成サイクルの一部。」Hon「巨大なものが海へ落ちると津波が起きる。岩屑なだれではなく、大噴火でも津波は発生する。1883年Krakatauの噴火では、高さ35mの津波が発生。Lopes「爆発の威力は広島原爆の約10000倍、およそ200メガトンだった。」この噴火による津波は295の村を壊滅させた。火山性津波の犠牲者は、過去に50000人以上いると言われる。津波が起きやすい場所は決まっている。Loa山南西の斜面は有史以前に何度か崩れ、高さ150mの津波を起こしている。Hon「前回の発生は125000年前。」しかし津波は誰にも防げず、もし同じことが起これば被害は甚大。ラハール海への崩落は津波を引き起こすが、内陸へ崩れた場合、火山泥流ラハールが発生する。ラハールはインドネシア語で、泥流を意味する。山頂に氷や雪が積もっている火山では、ラハールに要注意。Rowland「いわば噴火による鉄砲水。泥や灰や岩が混ざったものが、通り道の土砂や木々を巻き込み流れる。」1985年Colombiaでは甚大な被害が出た。Ruiz山が140年ぶりに噴火。火山灰は30km先まで飛んだ。170億m3の氷河が溶けて流れ出し、ラハールとなって麓の町Armeroを直撃。23000人以上が死亡した。これはアメリカでも起こり得る。Rangeに同様の火山がある。Rainier山の麓は居住区で、山は氷河で覆われている。Driedger「42億m3の万年雪と氷がある。Cascade山脈では群を抜いている。高温の噴出物が雪や氷を溶かし、ラハールを引き起こす。College)は、過去にRainier山で起こったラハールの調査をしている。Pringle「これは過去数1000年以内の泥流だろう。膨大な量の土砂が流れてきている。端の土砂は削り取られたのだろう。これを見る限り、大規模な泥流のようだ。8割が固形物、2割が水。噴火しなくてもラハールは発生する。Soundへ泥流が流れ込んだ。現在再び溶岩が堆積し、西側の斜面は緩んでいる。Park)「ここは地震が起こる地域。地震の規模によっては構造の弱い部分が崩れる可能性がある。崩落があれば、ラハールが起こるだろう。泥流のルートは600年前と同じかもしれない。当時の腹だった場所は今や数万人の居住者や労働者などがいる。ラハールを防ぐ方法はない。Tacoma港を守る術もない。Mgmt)「Tacoma港は世界有数の港。アラスカやアジアとつながるため、重要な港。」ラハールが起きたら被害は甚大だと地元自治体は考えている。泥流の影響で、港は何ヶ月も封鎖状態。北西部の経済は停滞し、国外にも波及するだろう。人命を守るための対策は打ってある。Woodcock「対策センターが町中にサイレンを鳴らす。各家庭と事業所に電話をかけて人々に非難を呼びかける。地上15m以上の場所に登るよう促す。」しかしこの一帯が危険なことに変りはない。Doherty「いつ噴火するかは分からないが、噴火するのは確実。火砕流Shields「高温の岩やガスが一体化した火砕流は、通り道の全てを破壊しつくす。火砕流が恐ろしいのはガスのせいで高温になっているから。火砕流の温度は700度を軽く上回る。熱いだけでなく、速い。時速160km/hで斜面を下りてくることもある。Rowland「火砕流によってセメント製の建造物が倒れたこともある。後に残ったのは基礎だけだった。全てガスと灰にのみ込まれてしまう。火砕流は1度で多くの犠牲者を出す。1902年Martinique島でPelee山が噴火。火砕流がSaint-Pierreの町を襲った。Lopes「噴火の前から兆候があり、町に被害がでていた。火山灰が降り、小規模な火砕流も発生していた。火山は数々の警告を発していたのだ。地元民は何か起こるか知らず、また避難しないよう指示されていた。選挙が近かったからだ。」1902年5月8日、Pelee山が大噴火、火砕流が時速150km/hで町へと押し寄せた。3分でSaint-Pierreに到達、悪夢が始まった。Lopes「火砕流にのみ込まれたら、惨い死に方をする。皮膚は焼け、息をすると肺まで焼かれる。」28000人以上いたSaint-Pierreの人口が、数分で2人に激減。1人は地下室に避難し、1人は石の独房にいた。Lopes「囚人は大火傷を負ったが、市の中心部で助かったのは彼だけ。救急隊が悲鳴を聞きつけて彼を救出し、後で釈放した。火砕流の場合、死に様は悲惨だが即死。間接的に、より多くの命を奪う現象がある。大飢餓19世紀Krakatauなどの火山が噴火、泥流や火砕流、津波で食料の供給が絶たれた。被災者は苦しみながら亡くなった。作物も火山灰に覆われ全滅。焼死でも窒息死でもなく、飢餓により90000人近くが死亡した。21世紀の現在、災害救援が迅速かつ組織的に行われるようになった。被災地に援助物資が届くようになり、餓死者は格段に減った。経済的、社会的な被害は未だ甚大。噴火による難民は100万人とも言われる。Woodcock「住んでいた家や職場に二度と戻れないかもしれない。火山の噴火は餓死者や難民を出すだけではなく、地球規模の災害をもたらす。火山の脅威は直接的で間接的。火山の最大の脅威は何世紀もかけ人々を苦しめる。溶岩や火砕流ほど危険に感じないが、ガスと塵は気候に影響を及ぼす。生物の絶滅もあり得る。Pringle「噴火による大量絶滅は過去に数回起きている。火山の噴火が6500万円前の恐竜の絶滅を招いたという説もある。Trapsでの噴火が原因とも言われる。噴火は環境を変えたはず。Trapsとは、昔インドのDecan高原にあった広大な火山地帯。Trapは階段状の丘を指す地質学用語。Trapsでは火山活動が活発だった。大量の溶岩が温室効果ガスを排出し、気候が変わったはず。Pringle「火山灰が日光を遮ることは、一般的に知られているが、硫酸の微粒子などのエアロゾル粒子が気候変動の原因とも言われている。は年に8000万トンほど排出されている。Trapsでは1回の活動で10億トン以上排出される。恐竜が絶滅してもおかしくない。恐竜の絶滅だけではない。噴火によって別の大量絶滅が起こったとも考えられている。その大量絶滅が起きたのは、2億5100万年前ペルム紀の末期、陸に住む生物の70%と、海に住む生物の90%が絶滅した。この大量絶滅の下人となったのが、現在のシベリアにあった火山群かもしれない。Trapsの火山である可能性がある。大量の二酸化炭素が発生し、環境は激変しただろう。」Driedger「火山灰が空を覆い、寒冷化した可能性もある。動植物が絶滅しても不思議ではない。」1991年にも火山の噴火で気温が低下した。Pinatubo山から噴出した大量の二酸化硫黄は、上空20km付近まで達した。二酸化硫黄は大気中の水と反応し、硫酸エアロゾルを作り、太陽光を遮った。平均気温が2年間以上に渡り、1°Cほど下がったと言われる。Pinatuboの場合火山は1つ、複数の山が一斉に噴火したら、大惨事になる。多くの命を奪ってきた。Lopes「火山は財産や人命を奪うが、新しい陸地を生み出す。」Kilauea山のおかげで、1986年以降ハワイ島は広がっている。海に流れた溶岩が固まり、陸地になっている。土地が風や波に削られも、火山が溶岩を供給し続ける。Hon「供給が止まれば島は小さくなる。ハワイ最大の島であるには、溶岩が必要。」Kalapana地区は1990年の噴火で溶岩に覆い尽くされたが、いつの日か再生するだろう。Kalapana地区だけではない。Swanson「ここは壊滅状態になったエリアだが、徐々に変化している。噴火の後にはこのような光景がよく見られる。火山灰は土地の養分になる。数100年後には、火山灰の成分である火山ガラスはすぐに分解されるからだ。これらの細かい火山灰などが、肥えた土に変る。地質学的にはあっという間。固まった溶岩も風化し、土に混ざると栄養分となる。火山灰は水持ちがよく、灰に含まれるシリカも土によいと言われる。Lopes「火山灰は土壌を豊かにしてくれるので、昔から人々は火山の斜面に住んできた。現在火山の周辺で暮らす人は6億人以上いる。住人は一瞬で命を失う可能性がある。火山は危険だが多くの恩恵ももたらしている。火山の周辺住民は、災害が起きないよう祈ることしかできない。生命の源を追ってあらゆる生命からなる多様な惑星地球。その全ての生命の源となるのは水。水はどこにでも行き渡る。どんな時も地球上の生命体は皆水を分け合って生きている。地球の水の量は限られている。水はどのように誕生したのか、そしてどのように地球を巡っているのか?全ての生物は水がなくては生きられない。人間の体は3分の2が水でできている。あなたの体を作る水にも、壮大な歴史が宿っている。今日これからあなたが飲む水は、かつて海を満たしていたものと同じ水。海から離れた水は、あらゆる動物や植物のもとを循環し、あなたのもとへとたどり着いたのだ。水を飲むことによって、あなたも壮大な水の循環の一端となって機能している。乾燥した砂漠地帯から雪に覆われた山の頂上まで、水はこの地球全ての場所を何度も循環している。重さ12兆トンの水が大気となって常に地球を覆っている。この水の正体はいったい何なのだろうか?その答を探るために、まず水滴の中に入ってみよう。水の分子H2O、2つの水素原子と1つの酸素原子から成っている。1つ1つが水素結合と呼ばれる分子間の力で結びついている。この結合こそが水の特殊性を生み出した。ありふれているように見える水は、実は特別な存在。いつどのように水は生まれたのか、その謎を探るために、地球が誕生して間もない頃までタイムスリップしてみよう。40億年前、宇宙には膨大な量の水素と酸素が結合した氷のような物質が存在していた。彗星も平均10億トン以上もの氷でできている。地球が生まれた時、水の一部はその宇宙の氷によって運ばれてきた。宇宙の氷が人間を含めた全ての生命を作った水の一部となった。残りの水の大部分が地球が生まれた時、地底の奥深くで水素と酸素が結合することによてできたと言われている。そこで生まれた熱水が火山源や間欠泉と呼ばれる地殻の裂け目から湧き出て、やがて蒸気となった。それ以降30億年もの間、地球はその蒸気に覆われ、飽和状態になった。この蒸気が焼けるような太陽光線から地球を守り続けた。太陽の熱は少しずつ蒸気に蓄えられていったため、地球の大気は徐々に温められていった。して地球は温室のように保たれた。この効果がなければ、地球の平均気温は-18°C、凍りついた不毛の地となっていただろう。私達が誕生することもなかった。地球の大気が十分に温まると、飽和状態を過ぎた蒸気が雨となて地球に降り注いだ。その雨が地球に海を作った。海の水は太陽のエネルギーによって蒸発し、雨となって再び地上へ帰ってくる。壮大な水の循環システムは、こうして出来上がった。初めに降った雨は、今日までにおよそ800万回循環を繰り返している。温められた海水は汚れのない純粋な蒸気となって地球に広がる。この蒸気は大気圏の上の方で宇宙の彼方へと少しずつ失われている。地球の大切な財産である水は、いつか全て宇宙へと失われてしまうのだろうか?その答は地底奥深くに隠されている。地下30km、摂氏1000°C以上。地球の核と地殻との間にあるマントルと呼ばれる層は、ここから始まる。マントルはほとんど熱い岩でできているが、下に下がると水がある。地中奥深くに存在する膨大な量の水、これが宇宙へと消えてゆく水を補っている。火山の爆発によって噴出する。生命が誕生する前、地球は火山で覆われていた。その大部分は後に海に沈められ、海中で起こった噴火が蒸気を海の中に直接吹き込んでいった。海底で起こる噴火は、今も地底の奥深くから海の中へと水を送り込んでいる。海底にある噴火口とはいったいどんなものなのだろうか?地中の奥深くから噴出している熱水ブラックスモーカー、マグマに含まれる硫化水素と海水が反応するため黒く見える。地球の生命が誕生したのは、まさにこのような深い海の底だった。全ての生き物の起源は海の中にある。海面下2.5km、水圧が高いこの深海では今も微生物が生息している。噴火口から放出されるミネラルや熱のおかげ。安定した温度と豊富な栄養を提供する海水。海の水は生命の誕生に理想的だった。