マグマと火成岩
このノートの問いがそのまま復習カードになり、忘れかけたころに出題されます。
根拠は高等学校学習指導要領(平成30年告示)「地学基礎」の内容 (1) ア (イ) ㋑「火山活動と地震」。
地球をつくる物質 で火成岩の分類を押さえているので、ここではマグマがどこでどうやって
できるかと、マグマの性質が噴火をどう変えるかを扱う。
0. どういう論点か
火山を「熱いから溶ける」と考えていると、なぜ火山が境界の内側に並ぶのかが説明できません。
地下の岩石は高温でも圧力が高いため、ふつうは溶けていません。溶ける条件がそろう場所が
限られていて、それが火山の分布を決めています。
| 溶ける仕組み | 起きる場所 |
|---|---|
| 圧力が下がる(減圧) | 海嶺・ホットスポット |
| 水が加わって融点が下がる | 沈み込み帯 |
| 熱が加わる | 地殻に高温のマグマが上がってきたところ |
引っかけの分かれ目は次の 3 つ。
- マントルは高温でも溶けていない(圧力が高いため)
- 沈み込み帯で効くのは「熱」より「水」(水が融点を下げる)
- SiO₂ が多い=粘り気が強い=噴火が激しい(つながっている)
1. マグマはどこでできるか
根拠: 学習指導要領 地基-(1)-ア-(イ)-㋑
地下にある、岩石が溶けた高温の物質を何という?
マグマ
地表に出たものは溶岩と呼ばれる。
マントルの岩石は高温なのに、ふつう溶けていないのはなぜ?
圧力が高く、融点がそれだけ高くなっているから
温度だけでは溶ける・溶けないは決まらない。
海嶺の下でマグマができるのはなぜ?
マントルが上昇して圧力が下がり、融点が下がって溶けるから(減圧融解)
熱が加わったのではなく、圧力が抜けたことによる。
沈み込み帯でマグマができるのはなぜ?
沈み込む海洋プレートから水が出て、マントルの融点を下げるから
水が加わると、同じ温度でも溶けるようになる。
マグマが地表へ上がってこられるのはなぜ?
周りの岩石より密度が小さく、浮き上がるから
途中で密度がつり合うところにたまる。
地下でマグマがたまっている場所を何という?
マグマだまり
ここで冷えながら成分が変わっていく。
2. マグマの性質と火成岩
根拠: 学習指導要領 地基-(1)-ア-(イ)-㋑
マグマの性質を決めるのは、ほぼ二酸化ケイ素(SiO₂)の量です。
これが粘り気を決め、粘り気が噴火のしかたと火山の形を決めます。
1 本の鎖でつながっているので、どこか 1 つを思い出せば残りも出てきます。
マグマが冷え固まってできた岩石をまとめて何という?
火成岩
地下でゆっくり固まれば深成岩、地表付近で急に固まれば火山岩。
マグマの粘り気(粘性)を主に決めているのは何?
二酸化ケイ素(SiO₂)の量
多いほど粘り気が強い。
SiO₂ の量で、マグマは大きく何種類に分けられる?
玄武岩質・安山岩質・流紋岩質(デイサイト質を含む)
少ないほうから多いほうへ、この順。
玄武岩質マグマの温度と粘り気は?
温度が高く(約 1000〜1200 ℃)、粘り気は弱い
流れやすく、遠くまで広がる。
流紋岩質マグマの温度と粘り気は?
温度が低め(約 700〜900 ℃)で、粘り気が強い
流れにくく、火口をふさいで爆発的な噴火になりやすい。
マグマだまりで、できた結晶が沈むなどして、残りのマグマの成分が変わっていくことを何という?
結晶分化作用
これによって、1 つのマグマからいろいろな火成岩ができる。
マグマが冷えるとき、先に晶出する鉱物はどんなもの?
融点の高い、かんらん石や輝石のような有色鉱物
残ったマグマは SiO₂ に富んでいく。
火山岩に大きな結晶(斑晶)と細かい部分(石基)があるのはなぜ?
地下でゆっくり育った結晶を含んだまま、地表付近で急に冷えたから
2 段階の冷え方が、そのまま組織に残っている。
3. 火山噴出物
根拠: 学習指導要領 地基-(1)-ア-(イ)-㋑
噴火で出てくるものは 3 つ(気体・液体・固体)に分けて整理します。
いちばん多い火山ガスは水蒸気で、この水はもとをたどれば沈み込んだプレートが運んできたものです。
火山噴出物は、大きく 3 つに分けると何と何と何?
火山ガス・溶岩・火砕物(火山砕屑物)
気体・液体・固体で分ける。
火山ガスの主成分は?
水蒸気
次いで二酸化炭素や二酸化硫黄が多い。
噴火で吹き飛ばされた固体をまとめて何といい、細かいものを何という?
火砕物(火山砕屑物)といい、細かいものは火山灰
大きさで火山岩塊・火山れき・火山灰に分ける。
軽石が水に浮くのはなぜ?
マグマに溶けていたガスが抜けた穴が、たくさん残っているから
粘り気の強いマグマの噴火でできやすい。
遠く離れた地層の年代を対比するのに火山灰が役立つのはなぜ?
一度の噴火で広い範囲に同時に降り積もるから
これを利用した地層の目印を鍵層という。