本当に泥を「吐き出す」！それは「偽の」火山だったことが判明した

泥火山は特異な地質学的現象です。マグマによって形成される火山と形状は似ていますが、泥火山の噴火は高温のマグマではなく、泥、水、ガス（メタン、二酸化炭素など）が主です。つまり、泥火山は本気で泥を「吐き出す」のが好きなのですが、実は「偽の」火山なのです！

泥火山には多くの分類があります。形状によって、集積円錐型、凹盆型、半集積円錐凹盆型に分けられます。円錐の高さによって、大、中、小に分けられます。地理的な位置に基づいて、泥火山は陸上泥火山と海底泥火山に分けられます。泥火山は、泥火山の火口の大きさ、自然原因か人為的原因かなどに基づいて分類することもできます。泥火山は主に、堆積速度が速く、大陸縁辺部の横方向の圧縮構造作用がある盆地で発生します。これらの形成と噴火は、地下の豊富な石油と天然ガス、地震、火山活動に関連しています。泥火山の噴火には、泥源、上昇路、加圧ガスの 3 つの要素が必要です。さらに、泥火山は、地域の地殻構造、生物地球化学、地質災害、地球規模の気候変動、石油・ガス探査の研究にとって非常に重要であり、現在、地球科学研究のホットな話題の一つとなっています。

世界には陸上に発達した泥火山地帯が40ヶ所以上、海底に発達した泥火山地帯が20ヶ所以上あります。各開発区域内の泥火山の数は、数個から百個以上に及ぶ。全体として、世界には陸上と海底合わせて 2,000 を超える泥火山があり、中国、イタリア、米国、アゼルバイジャン、イラン、ルーマニアにあります。また、陸上の泥火山から放出されるガスは主にメタンで、窒素、二酸化炭素、硫化水素などが含まれますが、海底の泥火山から放出されるガスには窒素、二酸化炭素、炭化水素、硫化物、不活性ガスなどが含まれます。

アゼルバイジャン泥火山群（上、インターネットより）、イタリア・ナポリのサンタフェリチタ地域の泥火山と火口付近の硫黄結晶（左下1番目と左から2番目、オリジナル画像）、中国台湾省屏東県の鯉魚山泥火山（右下2番目、インターネットより）、中国新疆ウイグル自治区艾奇溝第2泥火山（右下1番目、オリジナル画像）

わが国の泥火山は主に新疆ウイグル自治区、青海省、台湾省、四川省に分布しています。その中で、新疆ウイグル自治区はわが国の泥火山の主な分布地域です。泥火山は主に烏蘇（白楊溝と艾其溝）、独山子、ホルゴスに分布している。これらの泥火山の露出地域の地層は主に泥質砂岩で、多層の地下水に富んでおり、通常、成層圧が高く、鉱化度が高く、天然ガスや石油の含有量が多いという特徴があります。

新疆ウイグル自治区の泥火山群の空間分布図と数値標高モデル図（画像出典：吉林1号高解像度衛星地球観測画像および国家地理情報公共サービスプラットフォーム）

烏蘇泥火山群は、我が国の天山山脈の北斜面の丘陵地帯に位置し、紅車断層とウルムチ西西古南断層（ウルムチ西西古南断層は少なくとも後期更新世以降活動していた）が交差する地点にあり、主に白楊溝泥火山群と艾奇溝泥火山群を含む。このうち、白楊溝泥火山群は新疆ウイグル自治区烏蘇市の南西約43キロに位置している。泥火山はすべて白楊溝鎮付近の0.5平方キロメートル未満の地域に集中しており、半径約0.5キロメートルの山腹や谷間に散在している。泥火山群の分布域の第四紀地層は、主に砂丘、風成黄土、砂質砂利土に分けられます。ピーク時には泥火口が100以上あり、現在は21～40個が噴火している。泥クレーターの最大直径は約1.6メートルです。それは私の国で最大の泥火山群でもあります。これらの泥クレーターは、ほとんどが円形または楕円形で、噴出する天然ガスと泥がクレーター内で絶えずかき混ぜられています。より激しい泥火山は、1分間に60回以上噴火します。噴出した泥は濃厚で滑らかで、ほんのり塩辛い味がします。泥火山の中には、まるで地球が沸騰しているかのように泥の表面に油が浮いているものもあります。科学者たちは、噴出する泥にはメタン、ラドン、水素、二酸化炭素などのガスが豊富に含まれていることを突き止めた。白楊溝泥火山群から湧き出る泥は、手を入れると冷たく感じるほど冷たい。地元の人々はそれを「クールな火山」とも呼んでいます。

新疆ウイグル自治区艾奇溝泥火山群第1泥火山（原画像）

艾其溝泥火山群の泥火山のほとんどは孤立した円錐台であり、泥火山群の分布地域の第四紀地層は主に砂、泥、砂下土である。このうち２つの泥火山は高さ約９メートル、間隔は約１０メートル。これらは、わが国では珍しい「双泥丘泥火山」です。白楊溝泥火山群と比較すると、その噴出物はより粘性が高く、その外観はマグマによって形成された火山に似ています。泥山の表面は密集した流動痕と洗掘痕で覆われており、それらが互いに絡み合って、2つの泥火山を絡み合わせる「大きな木の根」に似ています。遠くから見ると、2つの泥火山は、地面を引きずる長いスカートをはいた姉妹が山々の間にひときわ目立つように見えます。 2つの泥火山のうち、北側の泥火山の方がわずかに高く、火口の直径は約3.2メートルです。南側の噴気孔はやや小さく、噴気孔の直径は約3メートルです。艾七溝泥火山群の噴火は白楊溝泥火山群の噴火よりも激しく、およそ10分ごとに1回噴火します。泥火山が噴火すると、その噴出口は沸騰した鍋のように見えます。色とりどりの油の染みが付いた泥が、噴出口の中央から周囲にゴボゴボと音を立てながら転がっている。泥火山の火口の縁には泥が溢れてできた隙間があります。湧き出る泥は、水の波紋のように円を描きながら外側に広がり、泥火山の火口の隙間に沿ってゆっくりと流れ出ていきます。

新疆ウイグル自治区の艾其溝泥火山第1号と第2号（左上、原画像）、白楊溝泥火山群第1号（右上、原画像）、独山子泥火山群（左下、インターネットからの画像）、マダガスカルの冷泉（右下、原画像）

独山子泥火山群は、新疆石油管理局独山子鉱業区の南西約1キロの黄土山に位置し、紅車断層に近く、標高は約950メートルである。 1995年に大規模な噴火が発生した。泥火山群の分布域では、第四紀地層は主に風成砂丘、風成黄土、砂利砂から成り、新第三紀地層は主に砂岩、珪質石灰岩、砂質礫岩、貝殻石灰岩から構成されている。独山子泥火山群の主な噴火口は4つあり、黄土山の頂上台地から500平方メートル以内に集中している。泥火山の火口の最大直径は約1.4メートル、最小直径は約5センチメートルです。排出される粘着性の泥は、ほとんどが灰緑色で、わずかに油の匂いがします。噴出する泥は表面に円錐形の丘を形成します。泥火山群の底部は直径10メートル以上あり、表面は割れた泥の塊で覆われています。現在、ほとんどの噴気孔からの泥の噴出は止まっているが、微量のガスはまだ漏れ出ている。

アフリカ南東部のマダガスカルの冷泉に比べ、新疆ウイグル自治区の泥火山は独特の「まろやかさ」を見せる。イタリアのカンピ・フレグレイ超火山、イタリアのストロンボリ大活火山、長白山の天池大活火山が自然の力強さと美しさを示しているとすれば、新疆ウイグル自治区の泥火山は自然の驚異と独自性を示しています。

イタリアのカンピ・フレグレイ超活火山（左）、イタリアのストロンボリ大活火山（中央）、中国の長白山天池大活火山（右）（すべてオリジナル画像）

泥火山は、自然の泥火山（地質学的作用によって形成されるもの）と人工の泥火山（石油やガスの採掘や掘削によって誘発されるもの）に分けられます。その中で、天然泥火山は大きく2つのタイプに分けられます。1つのタイプの泥火山の形成は堆積作用に関連しており、つまり、地下にプラスチックや有機物を多く含む堆積物の厚い層があり、その中に多量の水と炭化水素ガスが含まれています。これらは大きな圧力を持っていることが多く、地殻変動により亀裂や断層に遭遇すると、高圧の水とガスが膨張して上昇します。上昇する水路を取り囲む土や岩の破片は、噴流（水蒸気を含む）や泥、時には火（メタンなどのガスが高温で自然発火する）を伴って地表に噴出され、泥火山を形成します。このタイプの泥火山は、アゼルバイジャンのバクー油田の泥火山、中国の新疆ウイグル自治区の独山子泥火山や白楊溝泥火山など、石油やガスの貯留層が発達した地域で多く形成され、「ガソリン火山」とも呼ばれています。したがって、ある意味では、泥火山は石油やガスの貯留層を見つけるための重要な兆候です。別の種類の泥火山の形成は火山活動と関連しており、例えばアメリカのイエローストーン公園の泥火山は数が多いだけでなく規模も大きい。

地球規模で見ると、ほとんどの泥火山の噴火の激しさはそれほど大きくなく、周囲の自然環境に重大な影響や損害を与えることはありません。いくつかの泥火山は極めて強力な噴火を起こす可能性があり、噴出した大量のガスは周囲の環境に一定の影響や明らかな破壊的な影響を及ぼすでしょう。泥火山の噴火は炎と高温の泥を伴い、噴出した泥は数平方キロメートル以上を覆うこともあり、周辺の町や村、インフラに深刻な被害をもたらす。 2004年10月、我が国の台湾省でマグニチュード6.2の地震が発生しました。地震前にも高雄県の泥火山は数回噴火しており、噴火の頻度と強度は著しく増加していた。地震発生後まもなく、台湾省の関係部門は地震の原因となった断層付近の泥火山群でガス地球化学および地震観測を開始した。同様に、科学者たちはわが国の新疆ウイグル自治区の天山北部地域における泥火山と地震活動の相関関係を研究しており、泥火山活動は天山地域の地殻変動の強まりの兆候であると考えています。つまり、泥火山は、激しい地殻変動によって形成された山々やマグマによって形成された火山のような雄大な自然景観を備えていないにもかかわらず、その形成メカニズムや資源や災害との関係が科学者から大きな注目を集めているのです。さらに、泥火山は、地下の流体の移動、石油やガスの生成、地殻変動などを明らかにするための重要な研究対象でもあります。

冬の四川省の沙漠山（左）と夜のオーロラ（中央）、春の吉林省の長白山の天池火山（右）（オリジナル画像）

また、泥火山から噴出する泥には通常、カルシウム、マグネシウム、鉄、バリウム、銅、亜鉛などのミネラルや微量元素が含まれており、一定の抗菌作用や油分抑制作用があります。火山泥の微細孔構造は、皮膚表面の油分、汚れ、古くなった角質を吸収し、活性炭の原理に似た物理的な洗浄作用を発揮し、脂性肌やTゾーン（額と鼻）のケアに適しています。つまり、火山泥を美容分野に応用することは根拠がないわけではなく、一定の科学的根拠があるが、その効果と適用性は個人の肌タイプと科学的な使用方法と組み合わせる必要がある。

コロンビアの泥火山の入浴プール（インターネットからの写真）

科学普及号はこれで終了です！みなさん、また次回お会いしましょう！

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本号の著者：李孟孟、中国地震局火山研究所、吉林長白山火山国家野外科学観測研究ステーション、吉林省地震局、火山研究所技師

徐志涛、中国地震局火山研究所、吉林長白山火山国家野外科学観測研究ステーション、吉林省地震局、イタリア・ナポリのベスビオ火山観測所上級エンジニア/博士

葉希青、吉林省地震局火山研究所、中国地震局火山学研究所、吉林長白山火山国家野外科学観測研究ステーションのエンジニア

孫 礼英、吉林省地震観測所、吉林長白山火山国家野外科学観測研究ステーション、吉林省地震局エンジニア

パン・ボー ジリン長白山火山国家野外科学観測研究ステーション 中国地震局活地質火山重点研究室 中国地震局地質​​研究所 研究員/博士

ヤオ・ユアン、新疆ウイグル自治区地震局、パミール高原大陸内沈み込み国立野外科学観測研究ステーション、研究者/博士

新疆ウイグル自治区地震局主任エンジニア、ウー・ニエル氏

新疆ウイグル自治区地震局 上級エンジニア ヤン・ウェイ

王俊賢 エンジニア/博士、中国核工業集団ウラン資源探査評価重点実験室、北京地質研究所、原子力産業

張勇、中国地質科学院鉱物資源研究所研究員/博士

アレッサンドロ S. 上級研究員/博士、地球物理学および火山学研究所、ローマ、イタリア

ベンチュラ G 上級研究員/博士、地球物理学および火山学研究所、ローマ、イタリア

ルピ・M. 教授/博士、ジュネーブ大学地球科学部、スイス

徐躍仁、中国地震局予報研究所研究員/博士

李文橋、中国地震局予報研究所上級エンジニア/博士

吉林省地震局吉林地震基地アシスタントエンジニア、Yan Hengqi 氏

吉林省地震局情報センター（緊急サービスセンター）エンジニア、李一紅氏

任芳宇、吉林省地震局吉林地震観測所、アシスタントエンジニア

中国地質調査所、成都地質調査センター、上級エンジニア、張宇氏

福建省地震局、福建省自然災害予防・制御技術研究所、上級エンジニア/博士、李海燕

エウジェニオ・N. 准教授/博士、イタリア、カラブリア大学、生物学、生態学、地球科学部

カロリーナ・B. ベスビオ天文台、イタリア、ナポリ。英国ケンブリッジ大学博士号

白玲安 桂林理工大学地球科学学院教授/博士

ハン・シジョン 吉林大学地球科学学部准教授/博士

ヤン・チンヘ 雲南大学地球科学学院准教授/博士

劉 延鵬、北京鉱物地質研究所 研究員/ポストドクター

易建 吉林大学地球科学学院准教授/博士

魏飛翔、中国地震局地質​​研究所ジリン長白山火山国家野外科学観測研究ステーション、中国地震局活構造火山重点実験室准研究員/博士

顧国輝、エンジニア、ジリン省地震局火山研究所、中国地震局火山学研究所、ジリン長白山火山国家野外科学観測研究ステーション

徐丹、吉林省長白山天池火山監視ステーション、吉林省長白山火山国家野外科学観測研究ステーション、吉林省地震局エンジニア

吉林省地震局二級主任書記 金文湖

趙春華、吉林省地震局レベル3研究員

李 炳蘇、広西チワン族自治区地震局上級エンジニア/博士

Sveva·R·M 博士、フィレンツェ大学、ベスビオ天文台、ナポリ、イタリア

吉林省地震局、吉林地震災害リスク予防管理センター、シニアエンジニア、李中偉氏

吉林省地震局、吉林省地震災害リスク予防管理センター、シニアエンジニア、馮静橋氏

Ma Xiaoxi 氏、吉林省地震局吉林地震基地シニアエンジニア/博士号

宋玉佳、エンジニア、ジリン省地震局火山研究所、中国地震局火山学研究所、ジリン長白山火山国家野外科学観測研究ステーション

趙春涛、中国科学院青海塩湖研究所助手研究員/博士

チュー・シャオレイ博士、東南大学コンピュータサイエンス工学部

グアン・シェン、エンジニア、火山研究室、吉林省地震局、中国地震局火山学研究所、吉林長白山火山国家野外科学観測研究ステーション

内モンゴル自治区地震局 上級エンジニア 賈宝金

内モンゴル自治区地震局 上級エンジニア バオ・バオシャオ

内モンゴル自治区地震局エンジニア、シー・ウェンヤ氏

梁小龍、内モンゴル自治区包頭希土類研究所エンジニア

張欣、広東省地震局、中国科学技術大学上級エンジニア/博士

吉林省地震局 中級会計士 傅淑

ジリン省地震局上級課長 任暁燕

サルボトーレ G. 上級研究員/博士、エトナ天文台、カターニア、イタリア

ステファノ C. 上級研究員/博士、ベスビオ天文台、イタリア、ナポリ

孫永剛 中国科学技術大学 地球宇宙科学学院 准教授/ポストドクター研究員

張 坤 東北師範大学地理科学学院 助手研究員/ポストドクター研究員

パブロ・R.P. 准教授/博士、マドリード・コンプルテンセ大学地球科学部、スペイン

ロベルト・M・ベスビオ天文台、イタリア、ナポリ。ナポリのフェデリコ2世大学。研究者/博士、地球科学センター、ポツダム、ドイツ

劉松軍 吉林省地震局エンジニア、吉林省長白山天池火山観測ステーション

張森、長安大学地質工学・測量学部ポストドクター研究員

顧 アレイ 上級エンジニア/博士、天津地質調査センター、中国地質調査所

張暁天 華東理工大学地球科学学院准教授/博士

陳明陽 中国西北局冶金地質局 中国地質大学（武漢） エンジニア

徐川 成都理工大学地球物理学部ポストドクター研究員

侯潔、エンジニア/博士、中国地震局第一監視センター

徐志凱 中国科学院海洋研究所 助手研究員/ポストドクター研究員

劉朝陽 中国科学院広州地球化学研究所 研究員/ポストドクター

張鵬、中国地質調査所瀋陽地質調査センター上級エンジニア/博士

ゾウ・ヤオヤオ エンジニア/博士、中国地質調査所、武漢地質調査センター

プリエシュ・S インド地磁気研究所（インド、ムンバイ） 研究者/ポスドク研究員

アルセーヌ T.S.コンゴ民主共和国ゴマ火山観測所上級エンジニア

フランチェスコ L 上級エンジニア、ベスビオ天文台、イタリア、ナポリ

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