エネルギー
グリンダヴィーク火山が噴火 – これほど強力な地理的構造物をどのように活用できるか？
Securities.io を Google の優先ソースに追加
12月18日、アイスランドのレイキャネス半島で3年で4回目となる火山噴火が再び起きました。この火山は国内で最も人口が集中する地域で噴火し、溶岩噴水が空へと噴き上がり、その光は首都レイキャビクの中心部から数マイル離れた場所でも見えるほどでした。また、スヴァルツェンギ発電所や、先月増加した地震活動のために避難したグリンダヴィークの町からも遠くありませんでした。
国内の最新の噴火は、前兆としていくつかの激しい地震と揺れを伴っていました。そのわずか2時間後に火山が噴火し、過去3回の噴火のピーク時と比べて1秒あたりの溶岩放出量が10倍に達しました。この出来事により、割れ目は数分で2.5マイル（約4キロ）にまで伸びました。
南西の細長い土地は何千年もの間休止状態でしたが、最近になってこの地域で活動が急増しています。
「レイキャネス半島で過去3年間の文脈だけでも、かなり驚くべきことです。」
– アイスランド大学の火山地震学者トム・ウィンダー氏はインタビューで述べました。
直前の3回の噴火は2021年、2022年、そして今夏に起きました。このような急速な連続噴火が最後に起きたのは13世紀初頭であり、最近の出来事が注目を集めている理由が説明されます。特筆すべきは、これら4回の最近の噴火すべてが割れ目型であり、地殻の新たな亀裂から予測不可能な場所で溶岩が噴出することが特徴です。
この最新の噴火は国際的な注目を集めました。特に、2010年のエイヤフィヤトラヨークトル噴火を思い起こさせるような、航空交通を妨げる別の火山灰雲の可能性が懸念されました。その時の噴火は比較的小規模で致命的ではありませんでした。しかし、今回は氷床の下にマグマが注入されなかったため、かなりの火山灰の生成は極めて起こりにくいと見なされました。
興味深いことに、噴火開始からわずか1日でその強度は低下しました。当初は短命に見えましたが、専門家は今後数か月にわたり、緩やかではあるものの安定した速度で溶岩を放出し続ける可能性があると指摘しています。
実際、アイスランドは約130の火山を抱えており、火山活動に親しんでいます。これは、アイスランドがユーラシアプレートと北米プレートの境界に位置し、マグマが噴出する海嶺があるためです。アイスランドの噴火はおおむね4〜5年ごとに起こりますが、そのタイミングは予測が難しいです。さらに、1721年以降5回噴火した国内で最も有名な火山カトラが、最近の地震活動の影響を受けていないことから、近くに噴火する可能性があると一部の科学者は考えています。
火山を私たちの利点に活用する
ご覧のとおり、アイスランドは地球上で最も火山活動が活発な地域の一つです。しかし、火山とは正確には何でしょうか？火山は溶岩や小さな岩石、蒸気が地表へ噴出する開口部です。噴出される物質は灰、液体の岩石、ガスなどで、周囲よりはるかに高温です。火山は陸上でも海中でも存在し得ます。
NASAによると、液体の岩石（マグマ）の上昇は、プレートが離れるか衝突する際に起こります。また、ホットスポットでマグマが上昇することでも起こります。一方、火山のタイプはマグマの粘度、組成、含有ガス量、そして表面に到達する方式によって決まります。
これらの地質学的構造物は実際に地球表面の80%以上を占めています。約1,500の火山が潜在的に活動的と見なされており、そのうち10%以上が米国内に位置しています。
火山噴火は人口の壊滅や町の埋没など多くの危険をもたらします。しかし、すべての火山活動が有害というわけではありません。火山は農業に適した肥沃な土壌や金、銀、ニッケル、銅、鉛などの鉱物資源を生み出す役割を担っています。これだけにとどまらず、火山活動の顕著で極めて有益な利用法をいくつか見てみましょう。
地熱エネルギー生産
火山が広く存在することは、グリーンエネルギーの優れた供給源となります。火山から地熱エネルギーを活用するために、地下の火山熱を取り込み、パイプで運んで地域を暖房または冷房するシステムが設置されます。
別の方法として、高温領域の近くに掘削し、水を通して蒸気を発生させ、タービンを回して電力を生み出すことが挙げられます。地殻の熱を利用したこの再生可能エネルギーは、高出力、信頼性、持続可能性という利点を提供します。
ニュージーランド、フィリピン、コスタリカ、アイスランドなど多くの国や、米国のカリフォルニア州、ハワイ州、ユタ州などは、火山活動から得られる地熱エネルギーを一般的な電力生産に利用しています。
ケニアでは、地熱発電が国内電力供給の51％を占めています。一方、エルサルバドルはこのエネルギー源をビットコイン採掘など特定の用途に利用しています。
商業的には、Ormat Technologies (ORA ) のような企業がクリーンで信頼性の高い地熱電力ソリューションを提供しています。2021年には、アラスカ州のマクシン火山近くの30MW地熱発電所プロジェクトのエンジニアリング、調達、建設（EPC）契約を獲得しました。さらに、Volcano Energy と Luxor Technology Corporation は、再生可能地熱エネルギーで動くエルサルバドル初のビットコインマイニングプールを立ち上げました。
農業
火山環境は実際に農業に適した場所となり得ます。火山灰や他の噴火物質から形成された土壌はアンドィソルと呼ばれ、マグネシウムやカリウムなどのミネラルや栄養素が豊富で非常に肥沃です。
したがって、火山が噴火し岩石や灰が広がると、これらの元素が放出され、土壌組成が変化し極めて肥沃な土壌が生成されます。これにより作物の収量が増大し、農場の収益性が向上するとともに多様な農業活動が可能になります。このため、砕いた火山岩は「強化岩風化」と呼ばれる方法で土壌の健康改善に利用されます。
研究によると、AGU のジャーナル『Earth’s Future』に掲載された研究によると、砕いた火山岩を農地に組み込むことは、政府間パネル（IPCC）が設定した炭素除去目標の達成に重要な役割を果たし、特に温暖で湿潤な熱帯地域で有望であることが示されています。
観光とレクリエーション
火山地域はしばしば重要な観光名所であり、ハイキング、温泉入浴、景観の美しさ、地質遺産の学習、地質構造の観察などが人気のアクティビティです。これは地域コミュニティの重要な収入源となり、各国の経済を活性化させます。世界最大級の火山に間近で触れたい人にとって、アイスランドのファグラダルスフィヤル、スペインのクンブレ・ビエハ、イタリアのエトナ、日本の桜島、メキシコのポポカテペトルなどが最適な目的地です。
火山活動が生み出す独特の景観は世界中から訪問者を引き付けます。例えば、日本の休止火山である富士山やエジンバラの絶滅火山などです。ただし、観光客は溶岩流、火山灰、土砂崩れ、泥流、火山ガスなど、こうした環境に潜む健康リスクに注意しなければなりません。
最近、現地ツアー会社のアイスランディアは火山ツアーの予約数が急増しました。インタビューで、同社は数年前にリトリ・フルートゥル割れ目帯の最初の噴火とともにシャトルサービスを提供し始め、その後溶岩原を巡る観光ツアーへと拡大したと語りました。
「まるでおとぎ話のようです。反応は凄まじく、レビューも素晴らしいです。火山を見ると、泣く人もいれば、完全にショックを受ける人もいます。」
– アイスランディアのアカウントマネージャー、スヴァラ・マグヌスドーティル氏が火山体験について語りました。
科学研究
火山は、地質プロセス、自然災害の予測、地球内部に関する独自の洞察を提供することで、科学者にとって貴重な研究機会を提供します。研究者は火山物質、地震活動、地球形成の過程を研究し、学生や研究者にとって有益な教育資源となっています。
NASA の VERITAS 科学チームは、火山アイスランドを研究し、地球より小さく大気圧が極端に高く、硫酸の雲と灼熱の表面温度を持つ別の惑星である金星の代替モデルとして利用する例です。研究者はまた、火山からの排出を監視する低出力 SO2（二酸化硫黄）カメラなどの特殊機器の開発にも取り組んでいます。
米国地質調査所（USGS）などの組織は米国内の火山を監視・研究しています。一方、USGS の一部であるハワイ火山観測所（HVO）は、特にハワイ島の火山活動に焦点を当てています。
その他の組織には、イタリアの国立地球物理火山学研究所（INGV）、フランスのパリ地球物理学研究所（IPGP）、日本の気象庁（JMA）などがあり、日本の火山活動を研究しています。
鉱物採掘
火山地域は硫黄、金、銀、銅などの貴重な鉱物や鉱石、金属が豊富です。例えば、イタリアのエトナ山のような活火山は、火山ガスから1日あたり約20トンの銅と10kgの金を放出することで知られています。火山ガスからの金属抽出は難しいものの、休止火山の下にある高温のマグマブラインから採掘することが可能です。これらの資源の採掘は地域経済を活性化し、雇用機会を提供します。
9月の分析で、ネバダ・オレゴン境界沿いの火山クレーターに、2,000万〜4,000万トンものリチウム金属が存在することが明らかになりました。米国は主に電気自動車の充電式バッテリーに使用されるリチウムを輸入に依存しているため、これは国内にとって重要な意味を持ちます。
一方、数か月前、レスター大学の地質学者チームは、流体飽和度を利用して火山地域が将来の銅採掘に適した潜在的なサイトかどうかを予測する手法を開発しました。銅はグリーンエネルギー転換に不可欠な金属です。
Freeport-McMoRan (FCX ) 、Barrick Gold Corporation (ABX.TO ) 、Newmont Corporation (NEM ) 、Anglo-American などは、火山活動がある地域を含む多様な地質環境で事業を展開する世界的な鉱山企業です。
治療的利用
火山噴火は近隣住民に危険な影響を及ぼすことがありますが、同時に医療的な利点も提供します。火山近くの温泉や泥浴は治療効果があるとされ、健康治療に利用されています。
火山性温泉の治癒効果はスパやウェルネス観光の一部となり、リラクゼーションと健康効果を求める人々を惹きつけています。
これらのサービスを提供する有名な場所には、アイスランドのブルーラグーン、コスタリカのザ・スプリングス・リゾート＆スパ、トルコのパムッカレ、ニュージーランドのロトルア、台湾の北投温泉、米国カリフォルニア州のカリストガ、そして日本の箱根などがあります。
治療効果に加えて、火山泥療法はリウマチの医療治療に利用されており、火山灰のような素材は自然派スキンケア製品としても使用されています。
火山噴火で生成された灰には、シリカ、硫黄、カリウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウムなど多くのミネラルや化学物質が含まれており、角質除去、デトックス、余分な油分の吸収、血行促進、刺激された肌の鎮静といった観点で肌に良い効果があります。これらのミネラルや微量元素はさらに肌に栄養を与え、皮膚細胞のターンオーバーを促進し、活き活きとした若々しい肌色の実現に寄与します。
建築資材
多くの火山性素材は建設に広く利用されており、特に軽量コンクリートブロックの製造に使用されます。これには、耐久性が高く、アスファルトやコンクリートの建設で砕石として頻繁に使用される火山岩の玄武岩が含まれます。
一方、軽く多孔質の火山岩である軽石は研磨材として使用されます。火山灰はポゾランセメントの製造にも利用されます。また、凝灰岩（タフ）は建築資材として使用される岩石です。これらの素材は自然由来で、環境に優しい建築資材の選択肢を提供します。
研究者によれば、古代ローマのコンクリートが何千年も持続した鍵は、ナポリ湾のポッツォリ地区の火山灰にあるとされています。
研究によると、火山素材を添加剤として使用すると、セメントペースト、モルタル、コンクリートの凍結・融解耐性が向上します。実例として、インドネシアの企業 Rebricks は火山灰を山の石、プラスチック廃棄物、セメントと混合し、通常のレンガのように砂を含まないブリックを製造しています。
炭素回収と貯留
炭素回収・貯留（CCS）は二酸化炭素排出量の削減に焦点を当てています。これは、CO2排出源で捕捉し、貯蔵地点へ輸送し、最終的に地下に貯留して大気への放出を防ぎ、気候変動の緩和を目指すものです。今年初め、科学者は地球上で最も極端でCO2が豊富な環境を調査し、炭素回収技術を革命的に変える可能性のある火山性微生物を探しました。
火山地域に広く分布する玄武岩層を炭素回収・貯留に利用する研究が継続しています。最近の研究では、農地に玄武岩粉塵を散布することで、大規模に大気中の二酸化炭素を効果的に捕捉できる可能性が示唆されています。
興味深いことに、今年初めの研究では、ポルトガル沿岸の絶滅火山が約1.2〜8.6ギガトンのCO2を貯蔵でき、同国の産業排出量の約24〜125年分に相当すると判明しました。この可能性を認識し、各国政府は関心を示し資金を投入しています。例えば、英国政府はスコットランドの地球科学者に、火山岩中のCO2貯蔵量を定量化する革新的手法の開発のために100万ポンドの助成金を授与しました。
宇宙研究
火山は宇宙から監視されるだけでなく、地球上の火山景観は他の惑星の環境をシミュレートし研究するために利用され、宇宙探査と研究を支援していますが、そこには固有の危険とコストが伴います。
アイダホ州立大学の教授陣は、イースタン・スネークリバープレーン地域の火山を研究しています。研究者によれば、これらの火山は「月や火星の火山と同じタイプの溶岩と噴火様式」を持ち、将来の月やそれ以降のミッションで宇宙飛行士が同様の変化の力を研究する際に、彼らの研究手法が活用されることが期待されています。
今年初め、科学者は LP 791-18d という惑星を発見し、そこは火山で覆われている可能性が高く、時間とともに火山が惑星環境をどのように形作るかについての洞察を提供すると期待されています。
結論的考察
火山は地殻の破裂です。その破壊力は人命を奪い、感染症や呼吸器疾患、やけど、転倒、事故などの健康リスクをもたらすことで知られています。しかし、先に見たように、火山噴火には別の側面もあります。
火山活動は、肥沃な土壌、新しい島の形成、貴重な宝石や鉱物、建築資材の供給、温泉の創出、地熱エネルギーの生産、そして地球の周期的な冷却といった恩恵をもたらします。つまり、火山は広範に研究され、適切に活用されるべきであり、人類にとって極めて有益です。
