断層に遮られたマグマの上昇と誘発地震：2022年サン・ジョルジェ（アゾレス）の不穏事象が明らかにしたこと

静かな火山に潜むドラマ

2022年初頭、ポルトガル領アゾレス諸島の細長い火山島サン・ジョルジェの住民は恐ろしい問いに直面しました：大規模な噴火が差し迫っているのか？ 数千回に及ぶ小さな地震が続き、島はわずかに隆起し引き伸ばされていました。それでも地表に溶岩が現れることはありませんでした。本研究はその謎を解き明かし、地下深部から上昇したマグマが上へ向かって急速に進んだものの、大規模な断層によって逸らされ、止められたことを示します。この仕事は、いわゆる「失敗した噴火」でも深刻な地震ハザードをもたらしうること、そして複数の観測データを慎重に組み合わせることで地表から見えない現象を理解できることを示しています。

プレートが出会い島が成長する場所

アゾレスは、地球のテクトニックプレートが互いにゆっくりと引き離される複雑な接合部に位置します。サン・ジョルジェは地殻の弱点に沿った裂け目噴火の繰り返しによって形成された長く細い島です。ここは大きな地震を起こしうる断層と、上昇するマグマを導く断層が近接しています。2022年3月、観測器は島の地下での急激な地震活動の高まりと短期間の地殻変形の脈動を記録し、新しいマグマが移動している兆候を示しました。アゾレスは活断層と活火山が重なるため、構造的な割れ目と溶融岩石が互いに影響し合う様子を観察する稀な自然実験場を提供します。

わずかな地盤変動でマグマを追跡する

研究チームは衛星レーダー（InSAR）とGPSに類する受信網を用いて、地表のミリメートル単位の変動を測定しました。これらのデータは、わずか数日間で島の中西部が穏やかに持ち上がり引き裂かれるパターンを示し、背の高い細長いマグマの板状体（ダイク）が上昇したことが最適に説明されました。モデリングではこのダイクはおよそ6キロメートルの長さで、深さは最大約25キロメートルに達し、上部マントルから上昇して地表下約1.6キロメートル付近で止まったと推定されます。興味深いことに、浅いマグマだまりからの明瞭な事前膨張の兆候はなく、上昇は急速かつ大部分が無震的（断層破壊を伴わない）で進んだとみられ、ダイク自体に沿った多くの地震は発生しませんでした。

隠れた断層上の地震群

同時に、地震学者たちは数か月にわたって約1万8千件に及ぶ激しい地震群を記録しました。陸上および海底に追加の地震計を展開し、地震位置を精密化する先進手法を用いることで、これらの地震は多くの火山で見られるクラシックな“ドッグボーン”型に沿ったダイク周辺への集中ではないことが判明しました。代わりに、それらはダイクの一側に沿った狭い筋状に並び、西サン・ジョルジェの主要な地殻断層帯と一致していました。危機の数か月前に発生した最初期の深部地震は深さ約30キロメートルから上方へ移動しており、モデリングで示されたダイクの下端と一致します。主要な不穏が始まるとともに地震活動は中部地殻の深さまで急上昇し、その後断層に沿って急速に西方および下方へ広がり、数週間にわたってゆっくりと上方へと這うようなフィラメント状のクラスターを形成しました—これは主に固い岩石の破壊だけでなく、割れ目を通る流体の移動と整合します。

断層は高速道路であり障壁でもある

測地データ、地震データ、雑音に基づくイメージング結果を総合すると、著者らは断層がまずは高速道路のように働き、その後マグマにとっての障壁になったと提案します。ほぼ垂直に上昇するダイクがピコ・ド・カルヴァォン断層帯に沿って進む際、一部のマグマと溶存ガスが断層の破砕され透水性の高い岩体へ横方向に分かれて流れ込みました。この横方向の熱流体の逃避は断層内部の圧力を上昇させ、滑り方向の回転を伴う異常に活発な小地震群を誘発する一方で、主ダイクの圧力を奪いました。圧力の喪失は、島基盤近くの上載岩の重量と強度の増加と相まって、貫入が噴火に至る前に停滞する原因となりました。地震群が放出した地震エネルギーは断層が蓄えうる応力に比べて控えめであり、長期的には大規模な構造地震のリスクが残ることを意味します。

失敗した噴火が教えること

専門外の読者にとっての要点は、火山での劇的な震動と隆起のすべてが噴火につながるわけではない、ということです。サン・ジョルジェの場合、マグマは地球深部から急速に上昇したが、既存の断層へ分流されて圧力を失い、地表に達する代わりに固化しました。その相互作用は数か月にわたる地震を生み、より大きな断層区間が破壊していたなら深刻な結果をもたらし得ました。断層がマグマの上昇を助けると同時に停滞させる可能性があることを示すことで、この研究は複雑な構造地殻環境下における火山の振る舞いの理解を深化させます。また、密な監視ネットワークと迅速なデータ解析が、噴火の差し迫った兆候と、最終的に“失敗”に終わる強力な貫入を区別する上でいかに重要かを強調しています。

引用: Hicks, S.P., Gonzalez, P.J., Lomax, A. et al. Fault-mediated magma propagation and triggered seismicity revealed by the 2022 São Jorge Azores unrest. Nat Commun 17, 3531 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71668-6

キーワード: 火山性の不穏, マグマ貫入, 地震群, アゾレス, 構造傾動断層