Research press release

地球科学: 海水準変動がサントリーニ火山活動に影響を及ぼす

Nature Geoscience

Earth science: Sea-level changes affect Santorini volcanism

全球の海水準が低かった期間は、過去36万年間にわたって、ギリシャのサントリーニ火山の噴火のタイミングに影響を及ぼしたことを明らかにした論文が、Nature Geoscience に掲載される。


今回、Chris Satowたちは、サントリーニ火山のおよそ36万年間の噴火年代記録と、過去4回の氷河期サイクルにわたる高分解能の全球海水準記録を比較した。サントリーニ火山近傍の海洋堆積物に保存されているテフラ(軽石や灰)層に関するこれまでの研究からは、激しい爆発的なものからより噴出的なものまで、過去の211回の噴火の時間分解アーカイブが得られている。Satowたちは、これらの噴火のうちの208回は、海水準が現在のレベルよりも少なくとも40メートル低くなった後に起きていたことを見いだした。このような海水準変動は、陸上の大規模な氷床が拡張したり縮小したりすることで定期的に起きる現象である。数値モデルから、この海水準のしきい値を越えると、サントリーニ火山のマグマだまり頂部で地殻を破砕するのに十分な伸長応力が生成され、マグマが岩脈を通って上部へと伝播できるようになることが明らかになった。このような岩脈のいくつかが地表に到達すると噴火が起きる。


Intervals of low global sea level have influenced the timing of eruptions from the Santorini volcano in Greece over the past 360,000 years, according to a study published in Nature Geoscience.

The behaviour of magma chambers that feed into eruptive volcanoes is, amongst a range of other factors, influenced by downward pressure from overlying material. Erosional and tectonic processes that remove or add sediment can potentially modify eruptive activity over long periods of time. On timescales of several thousand years, fluctuating levels of surface water (in the ocean or within glaciers) might also displace enough mass to impact magma chambers. However, the importance of these changes — often linked to global climatic conditions — on the timing and severity of volcanic eruptions, is not well-understood.

Chris Satow and colleagues compared approximately 360,000 years of records chronicling eruptions of the Santorini volcano with high-resolution global sea level records throughout the last four glacial cycles. Previous research on tephra (pumice or ash) layers preserved in marine sediments near the volcano provided a time-resolved archive of 211 past eruptions, ranging from violently explosive to more effusive. The team found that 208 of these eruptions occurred after the sea level fell to at least 40 metres below present-day levels — a phenomenon that regularly occurred due to the expansion and contraction of large ice sheets on land. Numerical modelling revealed that when this sea-level threshold is surpassed, enough tensile stress is created at the top of the Santorini magma chamber to fracture the crust and allow for the upward propagation of magma through dykes. Some of these dykes reach the surface, causing eruptions.

The authors conclude that, with sea levels having risen since the last ice age and now also rising due to global warming, the relatively small eruptions of Santorini’s recent past may cease, but the threat of large explosive eruptions remains. They also emphasize the need to consider past sea-level changes when assessing volcanic hazards around the world.

doi: 10.1038/s41561-021-00783-4


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