Explosive volcanic eruptions triggered by cosmic rays; Volcano as a bubble chamber

宇宙線による火山噴火の誘発; 火山のバブルチェンバーとしての働き

戎崎 俊一*; 宮原 ひろ子*; 片岡 龍峰*; 佐藤 達彦   ; 石峯 康浩*

Ebisuzaki, Toshikazu*; Miyahara, Hiroko*; Kataoka, Ryuho*; Sato, Tatsuhiko; Ishimine, Yasuhiro*

火山には、Siを多く含むタイプと含まないタイプがある。Siを多く含むタイプは、表面圧力が高く、その内部のマグマは、過飽和状態になる。そして、そのような状態の火山は、何らかの外的要因により噴火を引き起こすと考えられている。しかし、何がその外的要因となるかは、まだわかっていない。そこで、本論文では、その外的要因の新たな候補として、宇宙線(おもにミューオン)によるマグマ内の電離作用を提案する。その仮説の妥当性を検証するため、過去304年間における火山活性度と宇宙線強度の変動の相関を調査した。その際、長期間における宇宙線強度の変動は、原子力機構が開発したPARMAモデルを用いて推定した。その結果、Siを多く含むタイプの火山活性度は、含まないタイプと比較して、統計的に有意な差で宇宙線強度と相関があることがわかった。この仮説は、1991年のピナトゥボ火山噴火や、過去に起きた全球凍結(スノーボールアース)の原因を説明できる可能性がある。

We examined the timing of 11 eruptive events that produced silica-rich magma from four volcanoes in Japan (Mt. Fuji, Mt. Usu, Myojin-sho, and Satsuma-Iwo-jima) over the past 306 years (from AD 1700 to AD 2005). Nine of the 11 events occurred during inactive phases of solar magnetic activity (solar minimum), which is well indexed by the group sunspot number. This strong association between eruption timing and the solar minimum is statistically significant to a confidence level of 96.7%. This relationship is not observed for eruptions from volcanoes with relatively silica-poor magma, such as Izu-Ohshima.