ロシアのトルバチク火山で掘っている雪洞の中で、迫り来る溶岩と目の高さに立ちながら、ベン・エドワーズさんは、自分の世界が数分以内に激しく爆発しないことを祈っている。
ペンシルバニア州ディキンソン大学の火山学者エドワーズは、氷と雪の上を溶岩が飛び交うのを数年間見てきたことで、この場所ではおそらく安全であると学んだ。火山の白熱した岩石は、溶岩が水と出会うときによく見られるような爆発を引き起こすことはほとんどありませんでした。
雪洞を作り終えたエドワーズはよじ登って外に出て、深い壁から水が流れ出すのを待ちます。 「明らかな融解水は存在しなかった」トルバチクしたがって、水は[溶岩と雪の]境界面からすぐに雪の下に排出されると考えられます」とエドワーズ氏は語った。
雪を頂いた火山がどのようにして融解水を生成するのかを理解できれば、科学者は重大な危険であるいわゆる氷河火山の噴火による洪水をより正確に予測できるようになるだろう。最悪の自然災害の中には、ワシントンのレーナー山などの都市部の氷の火山から発生する大規模な洪水があります。 1996 年にアイスランドで突然の洪水が発生しました。氷河の走行グリムスヴォトン火山がその上を覆う氷河を溶かした後、国道の一部が破壊された。
しかし、エドワーズにとって、火と氷の極限で働くことは、将来の危険を予測する以上の意味を持ちます。彼はまた、古代の氷床を突き抜けて噴火した火山など、過去の氷河期を理解する新しい方法を開拓している数少ない地球科学者の一人でもあります。
「これらの火山は、過去 1,000 万年から 1,500 万年にわたって地球の気候に何が起こったのかを理解するために使用できるユニークな特徴を持つ火山です」とエドワーズ氏は Live Science の Our Amazing Planet で語った。
火が氷と出会うとき
ほとんどの地球の気候の歴史海底、泥や微細な海洋生物に保存されている化学的痕跡に由来します。海底を掘削すると、研究者は数百万年にわたる自然の温度変動を保持するコアを得ることができます。 (氷河期でも地球の温度しかし、これらの泥だらけの核を陸上の氷河の前進と後退に一致させることは、氷河自体によって複雑になります。
巨大な消しゴムのように、氷河彼らが縮小したり成長したりするにつれて、過去の移動記録の多くが削り取られます。北米では、地質学者が発見できるのは最後の数氷河期だけです。そして、残された瓦礫の山は、氷河の歴史と海洋気候の記録を突き合わせる鍵となる正確な年代を特定することが不可能である可能性がある。
トゥヤスと呼ばれる奇妙な火山に入りましょう。
トゥヤは、氷が陸地を覆った場所と時期を示す小さな画鋲のようなものです。それぞれですがトゥヤ火山それらは何千年も離れて噴火した可能性があり、その歴史を再構築することで、大陸氷床の前進と後退についての新たな洞察が得られています。
スコットランドのオープン大学の火山学者デイブ・マクガービー氏は、「それらは消えた氷の潮汐の役割を果たしており、この情報は他の形式では存在しない」と述べた。
側面が急で上部が平らで、そびえ立つベーカリーのケーキのような火山を想像してみてください。訓練された目を持っている人にとっては、底層が水中で形成されたことは明らかです。この岩石は球根状の枕状溶岩と、ハイアロクラスタイトと呼ばれる溶岩ガラスが爆発したものです。しかし、上部のつや消しは、空気中で冷えた溶岩流のような、普通に見える溶岩流です。
1940 年代に、カナダの地質学者が、この奇妙な岩の積み重ねがどのようにして現れたのかを初めて解明しました。トゥヤ ビュートと呼ばれるこの平らな火山は、かつてブリティッシュ コロンビア州の大部分を覆っていた、遠い昔に消滅した氷床の下で噴火しました。まず、火山の熱によって氷が解け、枕状溶岩と呼ばれる最下層が生成されました。氷が薄くなって小さな融解水の湖が形成されると、その上を覆う圧力が低下し、溶岩が爆発する余地ができました。
2010年4月19日月曜日、アイスランド中部のエイヤフィヤトラヨークトル氷河の下の火山から溶岩が噴出。 クレジット: ブリンジャー・ガウティ
「一片の玄武岩は、それ自体の体積の約10～14倍の氷を溶かす可能性があるため、噴火中は非常に急速に大量の水が出現します」とマクガービー氏は述べた。
閉じ込められた氷のせいで、すべてが険しい丘に積み上げられました。火山が氷床を突き破るのに十分な高さになると、溶岩が空気中で冷えて平らな頂上が形成される可能性があります。 (十分な溶岩が流出すると、火山はその上に伝統的な円錐形を築きます。)
「この驚くべき見た目の島が、氷の壁に囲まれたこの水の堀の中にあることを想像してみてください」とマクガービー氏は語った。 「すべてが溶けてしまうと、頂上が平らな山が残ります。」
時間の中で凍った
トゥヤの美しさは、たとえ氷河が火山で削り取られるとしても、硬い岩が氷床の高さを保っていることです。水線から空中溶岩への移行は、浴槽の内側に残されたリングに似ています。そして、溶岩中の小さな鉱物は正確な年代を提供します。
「火山が噴火するたびに、氷の写真が撮れます」と英国レスター大学の火山学者ジョン・スメリー氏は言う。
過去数千年に多数の火山が噴火したカナダ西部では、地球科学者らが過去の厚さの北米の氷床を溶岩でキルティングし、それを海洋核と結びつけている。たとえば、海洋コアは、海洋堆積物中の酸素同位体（異なる数の中性子を持つ原子）の変化と相関していることがよくあります。エドワーズ氏は現在、ブリティッシュ・コロンビア州の火山を指差し、冷たい地球に相当する特定の海洋同位体の段階では、陸上の氷の厚さは少なくとも985フィートあったと言える。
「これらの火山には200万年分の記録がある」とエドワーズ氏は語った。 「10～15回噴火した火山もある。継続的ではないが、氷が常に同じ厚さだったかどうかを考え始めることはできる」と同氏は語った。
「これは大規模な事業を行う人々にとって重要です気候なぜなら、モデルでは氷床の成長と消失をほとんどチェックできないからです。この種の研究はモデラーが活用できるポイントを提供しており、ブリティッシュコロンビア州の火山には厚さ 1 キロメートルの氷があったほうがずっと良いのです」とエドワーズ氏は語った。
トゥーヤがテーブルマウンテンと呼ばれるアイスランドでは、氷河と火山の記録から北極圏のすぐ南にある氷床の年代を知ることができる、とマクガービー氏は語った。現在、アイスランドの氷河の半分以上は火山の近くにあるか、火山の真上を流れています。
マクガービー氏はまた、チリの火山を測って、過去の熱帯の氷の厚さを推定し、それを海洋気候の記録と結び付ける研究も行っている。の一部パタゴニアの氷原、氷河はかつてより広範囲に広がっており、科学者たちは氷河の拡大と縮小が過去の気候変動の機微な記録を提供すると考えています。
オリジナルのGV
そして、地球上の氷河火山のほとんどが存在する南極大陸では、過去の噴火によって、ここ数十年で最も厄介な氷床論争の一つが解決された、とスメリー氏は語った。
「30年間、東南極の氷床が、比較的暖かくて動きやすい氷床から、比較的寒くて安定した状態にいつ移行したかについて人々は議論してきた」とスメリー氏はライブ・サイエンスの番組「Our Amazing Planet」で語った。
なぜこれが重要なのでしょうか?暖かい底を持つ氷床は、温暖化気候により迅速に反応する可能性があり、これは東南極の巨大な氷河が間もなく急速に流れるモードに移行し、海面が急速に上昇する可能性があることを意味します。
スメリー氏らは、ビクトリアランドの火山岩を調べることで、温暖化と寒冷化の気候変動における氷床の過去の歴史を調べた。ビクトリアランドには、東西を隔てる南極横断山脈の大部分が含まれる。南極大陸。
「氷床の下で噴火する火山には多くのユニークな特徴があり、その氷床（の底）がどれほど暖かかったかを判断することができます」とスメリー氏は語った。
彼らはどちらの側も正しくないことに気づきました。東南極は、過去 1,200 万年間、専ら暖かかったり、寒かったわけではありません。その代わりに、氷床の底部はその歴史を通じてパッチワークでした。この研究結果は、2014 年 1 月に『Geology』誌に掲載されました。
「世界の気温が摂氏3度（華氏5.4度）上昇したとしても、（東南極は）崩壊する可能性は低い」とスメリー氏は語った。
高まる関心
氷火山活動は科学者たちの関心を集めているが、その専門家らは、火山と氷の相互作用を調査し説明するにはやるべきことがたくさんあると述べている。
トルバチクでは、エドワーズは、当時形成された奇妙な形をより良く解釈するために、現代の火山を研究していました。カナダの火山氷河の下で噴火した。
溶岩は、氷や雪の上、下、横を流れると驚くべきパターンに固まりますが、現代の噴火は、これらのパターンがどのように形成されるのかについての手がかりを提供します。 「私のキャリアのほとんどは法医学研究に取り組んでいるので、実際に溶岩が氷の中に入り込み、テクスチャーが形成される様子を観察することは、非常に有益です」とエドワーズ氏は語った。
「私たちは、人々が大挙してこれらの古い火山を本格的に解体し始める直前にあると思います」とエドワーズ氏は付け加えた。 「これらの堆積物を誰も見ていない場所がたくさんあります。」
スメリー氏は、この急成長する分野がいつか気候モデルにより良い制約を与えることを期待している。