<<最新情報>>

2021年6月の記事一覧

【探究の熊西】火山の噴火モデル実験

地学基礎探究、SS地学基礎の時間で、コーラとメントスを使った噴火実験と、チョークの粉と祖柔軟剤のソフレを使った火山灰・火砕流実験を行いました。どちらも一瞬の実験ですが、火山学者もキッチン火山のモデル実験として利用しているものです。この実験の前に1985年に起こった伊豆大島・三原山の番組を視聴しています。実際の噴火をスケールダウンして、そのメカニズムや実際に起こった噴火を考えるために行いました。

   <メントスをコーラに入れる準備と、噴火前のコーラ>

<メントスを入れた瞬間、急激な発泡が始まり噴火 高さ約3m>

メントスを入れるとが炭酸が気化し、激しく発泡します。それによる

急激な体積膨張によりペットボトルの内圧が一挙に上昇し、蓋に開けた

穴から勢いよくコーラが噴出します。実際の火山噴火では地下深くの

高温高圧のマグマ中に含まれる水が、上昇してくることによって気化

発泡し急激な体積膨張(爆発)により噴火が起こります。それを疑似

体験する実験です。

    <噴火が始まったところ>         <火山灰が広がっていく様子>

<重たいものは下に沈み火砕流になりかける>   <山腹付近は火砕流が発生>

この実験では、火山灰と火砕流が粒径の差(重さの差)によって発生する現象を見ました。1985年の三原山の噴火は溶岩流による災害でしたが、それとは違うタイプの噴火を再現してみました。

高く吹き上がった噴煙柱~メントスコーラと同じ~の中には大量の火山砕屑物(火山灰<ソフレ>・軽石<チョークの粉)などが入っており、それらが吹き上がります。粒径が小さく軽い火山灰は水平方向に広がり、粒径が大きく重い軽石などは一度吹き上がるものの、降下してきて火砕流になる様子を再現したものです。

火砕流は一般的に1991年に発生した、雲仙普賢岳の溶岩ドーム崩落の火砕流がイメージとして定着していますが、大規模噴火の場合は今回の実験で再現した噴煙柱型(特に大きいものは全方位型)火砕流となります。

このモデルの山は長径15cmほどのものですが、これをkm単位にすれば実際の噴火の様子を想像できます。水槽は横の長さが45cmです。

 

地学の学習では、実物を使って実験するものは限られてきます。このようなモデル実験を通して、想像力を喚起し、事象の理解や(スケール感の実感なども)、現象を引き起こす原理についての探究が欠かせません。