テフラとは何か

「テフラ」とは、火山噴出物のうち溶岩を除くもの、すなわち「火砕物」のことです。具体的には、火山灰や軽石・スコリア(これらは特に「降下テフラ」と呼ばれます)、火砕流やサージを指します。tephraはギリシャ語で灰を意味します。

特に降下テフラは、短時間(数時間から数日)で広い範囲に降り積もりますので、ある離れた場所の地層から同じ降下テフラを発見した場合、これらの地層は同じ時にできたものであることがわかります。この考え方を用いた、すなわち降下テフラを時間のものさし=時間指標として用い、地層の時代を推定することを、テフロクロノロジー(テフラ編年学)と呼びます。

中でも「広域テフラ」は、巨大なカルデラ噴火(「死都日本」で言うところの「破局的噴火」)の時に火砕流から上空に大量に舞い上がり、日本全土を簡単に覆ってしまったテフラです(この時の、火砕流から巻き上げられて作られた火山灰をco-ignimbrite ash(コ・イグニンブライト・アッシュと呼びます。主に平板状の火山ガラスが含まれています)。このようなものは日本の至る所で発見され、段丘などの地形、他のテフラとの層位関係(「層序」と言います)、海洋酸素同位体層序、花粉分析、直接年代測定などあらゆる手法を用いて年代が高精度に推定されています。つまり「広い地域で使える高精度なものさし」であり、地層の編年に大いに役立っています。火山噴火史だけでなく、段丘地形の編年、活断層の履歴推定、考古遺物の編年など多彩な分野で活躍しています。

有名なものでは、約2万5千〜3万年前に現在の鹿児島湾で発生した巨大噴火で拡散した「姶良丹沢火山灰(AT)」や、8.5万年前に阿蘇の巨大カルデラを作った時の「阿蘇4(Aso-4)火山灰」が有名です。

これらのものさしを正しく使うためには、それが何テフラなのかを明らかにする、つまり「対比(同定)」することを正確に行わなければなりません。テフラの対比(同定)法としては、野外での層相(顔つき)や層準(どのくらいの年代の地層から出てきたか)、鉱物組み合わせを基本としますが、通常は火山ガラスや鉱物の特徴に関する分析を行います。屈折率の測定は簡便かつ短時間ででき、ある程度そのガラスや鉱物の化学組成に相関した値が得られます。しかし異なる鉱物でも同じ様な値が出ることが多々あります。そこで次に、主成分化学組成を測定します。さらに火山ガラスでは、最近はICPと呼ばれる手法で微量元素組成を測定することもあります。このようにしてテフラの特徴を、既知のテフラのデータと照らし合わせ、対比を行います。過去の研究では、なかには対比を誤って間違った地質発達史を発表してしまった例もあります。

爆発的噴火と静かな噴火

噴火は大きく2種類に分かれます.爆発的噴火と,溶岩流を流すような比較的静かな噴火です.
マグマの上昇速度が速かったり粘性が高かったりすると,マグマ中の揮発性成分があまり抜けないため,噴火時に爆発的にマグマを破砕して噴煙を上げます.テフラが生産されやすい噴火です.
マグマの上昇速度が遅かったり粘性が低いと,マグマ中の揮発性成分が比較的よく抜けるため(脱ガス),溶岩流を流すような噴火になりやすくなります.
同じ火山でも,その時のマグマの状態や動きによって,噴火様式は変わることがあります.

コーラによる噴火実験

テフラ・火山噴出物写真館