人類の進化に影響を与えた超巨大噴火、スマトラ島のトバ火山の謎

2021年11月10日（水）20時36分

松岡由希子

世界最大級の超巨大噴火が起きたスマトラ島のトバ火山のイメージ　YouTube

＜地球環境に影響を与えうる超巨大噴火を生じさせるインドネシア・スマトラ島のトバ火山の噴火を分析した＞

地球の気候に深刻な影響をもたらすおそれのある超巨大噴火を生じさせる火山は、世界に5～10か所あるとみられる。そのうちのひとつがインドネシア・スマトラ島のトバ火山だ。

トバ火山は、84万年前と7万5000年前の二度にわたり超巨大噴火を引き起こした。火山噴出物の量はいずれも約2800立方キロにのぼる。トバ火山は現在、スマトラ島バリサン山脈の巨大なカルデラ湖「トバ湖」になっており、湖中には火山島「サモシール島」が浮かぶ。

7万5000年前の二度の超巨大噴火は、世界最大級のもので、これによる火山灰はインドで5〜7センチにも及んだ。この大噴火によって、地球の気温は5℃低下し、長期におよぶ寒冷化は人類の進化に大きな影響を与えたとも言われる。

カルデラ湖「トバ湖」となったトバ火山　ランドサットによる画像

トバ火山の超巨大噴火で起きた、「悪循環」

スイス・ジュネーブ大学（UNIGE）と中国・北京大学の研究チームは、爆発的な火山噴火でよくみられる鉱物「ジルコン」に含まれるウラニウムと鉛のレベルを分析し、火山が超巨大噴火を起こすまでに要する時間を明らかにした。その研究成果は、2021年11月9日、「米国科学アカデミー紀要（PNAS）」で発表されている。

これによると、84万年前と7万5000年前のトバ火山の超巨大噴火は、マグマ溜まり（地殻内でマグマが蓄積されている部分）へのマグマの急激な流入が原因で起こったのではない。

むしろマグマは静かに蓄積していた。140万年にわたるマグマの投入を経て84万年前に超巨大噴火が起こり、60万年のマグマの蓄積によって7万5000前に再び超巨大噴火が起こった。7万5000前の超巨大噴火では、マグマが蓄積して超巨大噴火を起こすまでの時間が半分未満になっている。

これは、マグマ溜まり周辺の大陸地殻の温度が徐々に上昇したことが原因とみられる。研究論文の筆頭著者で北京大学の劉平平博士は「これは噴火の『悪循環』だ。マグマが地殻を加熱するほど、マグマの冷却が遅くなり、マグマの蓄積速度が速まる」と解説する。その結果、超巨大噴火はやがてより頻繁に起こるようになるというわけだ。

研究チームは、ジルコンの内部でウラニウムが腐食して鉛になる性質に着目し、トバ湖周辺のジルコンの年代を調べた。この分析手法は、マグマ溜まりにどれくらいのマグマがすでに蓄積しているのかを推定することにも応用できる。

超巨大噴火が起これば、地球環境に影響を及ぼす

研究チームでは「トバ湖の下には約320立方キロのマグマがすでに蓄積している可能性がある」と推測。現在、1000年あたり約4.2立方キロのマグマがマグマ溜まりに蓄積しているとみられ、そのペースは安定している。

ひとたび超巨大噴火が起これば、人口密度の高いスマトラ島に極めて甚大な被害をもたらすだけでなく、地球環境にも影響を及ぼすおそれがある。研究論文の共同著者でジュネーブ大学のルカ・カリッチ教授は、過去2回のトバ火山と同等規模の超巨大噴火が起こる可能性について「約60万年のうちに起こるだろう」と予測している。