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溶岩【溶岩の流動性】

溶岩の流動性

溶岩の流動性は、その温度や成分によって著しく異なる。温度が高いほど流動性が高く、冷えると固化する。また成分的にはマグマ中のケイ酸成分（二酸化ケイ素）の量が多いほど流動性が低下する。日本を含む太平洋周辺の火山の溶岩は二酸化ケイ素成分の少ないものから順に、玄武岩→安山岩→デイサイト→流紋岩であり、後になるほど流動性が低い。ハワイの火山のような玄武岩質溶岩は流動性が高いので、溶岩流が火口から10km以上流れることも多い。昭和新山は流動性に乏しいデイサイト質溶岩であり、地上に出た溶岩は流出することなくその場に盛り上がって溶岩ドームを形成した。ごつごつした外観の溶岩ドームを形成した雲仙普賢岳の噴火も、デイサイト質溶岩である。

ケイ酸が流動性を左右する理由

純粋なケイ酸

SiO_2

は4面体の原子配列を持つ。4面体の中心にケイ素原子があり4本の結合手で酸素と結合している。各頂点の酸素は隣の4面体と共有されている。この構造が三次元的に繰り返し連続して網目構造を作る。この三次元網目構造はケイ酸の融点とされる2,000℃でも有効であり、粘性を極端に大きくしている。このためケイ酸を重量65％程度含むデイサイト質溶岩は粘度が高く流動性に乏しい。マグマの中にはケイ素以外に他の金属が含まれる。ケイ酸の網目中にマグネシウム・鉄・カルシウムなどの金属原子が入ると、4面体の連続性が損なわれ、三次元網目構造が崩れる。玄武岩は金属成分に富みケイ酸の重量が少ない（40～50%）ため、三次元網目構造の影響は非常に小さく、低粘度の溶岩となる。なお、地中奥深くの超高圧の状況では水がケイ酸と反応して岩石の融解温度を下げてマグマを形成する。→火山参照。その他二酸化炭素が溶け込んだ状態でも流動温度が低くなることが確かめられている。

Quotation:Wikipedia - Article - History 　License:GFDL

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