Lava - lava

Japanese: 溶岩 - ようがん（英語表記）lava

It is also written as "lava". (1) The molten magma that rises from underground and overflows onto the surface, and (2) the rock that solidifies from (1) above are both called lava. Most magma and molten lava are molten silicates and contain some volatile components. When magma rises from the high pressure interior of the Earth to the surface, the volatile components in the magma vaporize and expand, some of which escape from the magma and some of which form bubbles in the molten lava. When this lava solidifies rapidly, it becomes lava as a porous rock. The temperature of molten lava is below 1200°C. When it flows down on the surface of the Earth due to gravity, it is called a lava flow. When this lava accumulates in a depression such as a crater, it is called a lava lake. The viscosity of molten lava depends on the temperature, chemical composition, and content of volatile components. Hot basaltic lava with a low content of silicon dioxide (SiO ₂ ) or lava with a high content of volatile components has a low viscosity and is easy to flow. The flow speed of lava varies depending on the viscosity and the slope of the earth's surface, but the flow speed of lava is small on gentle slopes but large on steep slopes, sometimes reaching speeds of up to 60 kilometers per hour.

[Tokiko Chiba]

Lava flows on land

The lava flows that flow on land are divided into three types: pahoehoe lava, aa lava, and block lava.

Pahoehoe (Hawaiian) lava is a type of lava that has a smooth, rounded surface, rippled or twisted rope-like surface, and tongue-like tips. If the surface of a lava flow is solidified (glassy) but the inside is still molten, the molten lava will break through the shell on the surface and flow out, creating a new tip and moving forward. Pahoehoe lava is 20-30 centimeters to several meters thick, and is characterized by its thinness compared to its large surface area. Pahoehoe lava is found in low-viscosity basaltic lava flows (for example, Kilauea volcano in Hawaii).

A'a (Hawaiian) lava is a type of lava with a rough or spiky, highly irregular surface (glassy but porous). The top and bottom of the lava flow are filled with nodules called clinkers, each several centimeters in diameter. The lava flows are several to several tens of meters thick, making them thicker than pahoehoe lava. They are often found in basaltic or andesitic lava.

In lava flows that are even more viscous than aa lava, the thick solidified shell is dragged by the flowing lava inside and breaks up into polyhedral blocks with smooth fracture surfaces several tens of centimeters in diameter, which accumulate on the surface or tip of the lava flow. This type of lava flow is called massive lava. Massive lava is several to tens of meters thick, and is found at the tip of basaltic lava flows, and in andesitic, dacitic, and rhyolitic lava flows.

A single lava flow can be pahoehoe lava near the crater, and aa lava or blocky lava downstream. As the viscosity increases, the lava flow becomes thicker and shorter, and eventually it barely flows at all and becomes a lava dome. When the inside of a lava flow has flowed down and only the surface shell remains, it is called a lava tunnel (large) or lava tube (small). Cone-shaped or string-shaped lava stalactites hang from the ceiling of a lava tunnel, and below them lava stalagmites formed from solidified drops of lava that have dripped from the lava stalactites can be seen. When a lava flow surrounds a tree, the trunk burns and a cylindrical cavity remains in the lava. This is called a lava tree mold. Inside the lava tree mold, charred wood fragments may remain, as well as bark impressions and wood grain. Additionally, parts of the lava surrounding the trees may have been reduced to produce metallic iron.

[Tokiko Chiba]

Underwater lava flow

When lava flows underwater, its surface cools rapidly on contact with the water and becomes glassy. Low-viscosity lava (high temperature lava that would become pahoehoe or aa lava on land) becomes pillow lava on the bottom of the water. Pillow lava is a pile of pillow-shaped lava blocks (called pillows) several tens of centimeters in diameter, similar to the overlapping tongue-shaped tips of pahoehoe lava formed on land. At the bottom of the water, the shells at the tips of the lava crack and unsolidified lava flows out, forming pillow-shaped lava blocks one after another. In the Mid-Atlantic Ridge, pillows have been observed strung together along the slope near the crater of the central valley. In such pillows, parallel lines are seen along the long direction, and cracks perpendicular to them are seen. When Mauna Loa in Hawaii erupted in 1971-1973, pahoehoe lava was seen flowing from land into the sea and turning into pillow lava. The surface of the pillow is glassy because it is cooled by water, but the inside does not solidify so quickly and becomes crystalline. A cross-section of the pillow shows that the crystals are larger toward the inside and have a concentric layered structure. Radiating cracks, bubbles, and voids can also be seen in the pillow. When the pillows are stacked neatly as independent rock masses, the top surface of the pillow is a convex sphere and the bottom surface hangs down between the convex spheres of the pillows below. This shows that the pillows were not yet completely solidified when they were stacked, and it also serves as a guide to determine the up-down direction when they are stacked. The spaces between the pillows may be filled with pillow fragments or pieces of sediment from the bottom of the water.

On the front and underside of lava flowing down the seabed, aggregates of glassy shell fragments (called hyaloclastite) formed by water cooling can be seen. Pillow lava is widely distributed near ocean ridges where volcanic activity continued on the ocean floor, and forms the upper part of the oceanic crust. The bases of volcanic islands in the ocean (such as the Hawaiian Islands) are also undersea volcanoes that formed mountains made of pillow lava. When highly viscous lava (andesitic, dacitic, or rhyolitic) flows on the seabed, it rarely becomes clearly pillow lava. The surface of the lava is rapidly cooled by the water, breaking it up and solidifying into an aggregate of glassy rock fragments, giving it the appearance of pyroclastic rock.

[Tokiko Chiba]

[References] | Volcano | Volcanic rocks | Rocks | Magma

Lava Tree Mold
Lava tree molds on Mount Asama. Surrounded by the tenacious andesitic lava flow, the trees burn, leaving only vertical holes. Nationally designated special natural monument Tsumagoi Village, Agatsuma District, Gunma Prefecture ©Shogakukan ">

Lava Tree Mold

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

「熔岩」とも表記される。(1)地下から上昇してきたマグマが地表にあふれ出て溶融状態にあるもの、(2)前記(1)が固まってできた岩石、のどちらも溶岩とよばれる。マグマも溶融状態の溶岩もほとんどがケイ酸塩の溶融体で、多少の揮発性成分を含んでいる。圧力の高い地球内部から地表へとマグマが上昇してくると、マグマに含まれていた揮発性成分は気化して膨張し、一部分はマグマから抜け出し、一部分は溶融状態の溶岩の中で気泡をつくる。この溶岩が急速に固まると多孔質の岩石としての溶岩になる。溶融状態の溶岩の温度は1200℃以下である。これが地表上を重力の作用で流れ下ると溶岩流とよばれる。またこの溶岩が火口などの凹地にたまっていると溶岩湖とよばれる。溶融状態の溶岩の粘性は温度、化学組成、揮発性成分の含有量に左右される。二酸化ケイ素SiO₂（シリカ）の含有量が低い玄武岩質の高温の溶岩、あるいは揮発性成分の多い溶岩ほど粘性が低く、流動しやすい。溶岩流の流れる速さは粘性と地表面の傾斜によって異なるが、溶岩流の流下する速度は、緩やかな斜面上なら小さいが、急斜面上なら大きく、ときには時速60キロメートルにも達する。

［千葉とき子］

陸上の溶岩流

陸上を流下する溶岩流の形態はパホイホイ溶岩pahoehoe lava、アア溶岩aa lava、塊状溶岩(かいじょうようがん)block lavaの3種に区別される。

　パホイホイ（ハワイ語）溶岩とは、表面が滑らかで丸みを帯び、さざ波状やよじれた縄状の表面になって、舌状の先端部をもつものをいう。溶岩流の表面が固まっても（ガラス質）、内部がまだ溶融状態になっていると、表面にできた殻を突き破って中の溶融状態の溶岩が流れ出し、新しい先端部をつくって前進する。パホイホイ溶岩は厚さ20～30センチメートルから数メートルで、表面積の大きいわりに薄いのが特徴である。パホイホイ溶岩は粘性の低い玄武岩質溶岩流（たとえばハワイのキラウエア火山）にみられる。

　アア（ハワイ語）溶岩とは、がさがさあるいはとげとげした、凹凸の激しい表面（ガラス質であるが多孔質）をもつものをいう。溶岩流の底面と上面には直径数センチメートルのクリンカーclinkerとよばれる団塊が集合している。溶岩流は厚さ数メートルから数十メートルで、パホイホイ溶岩より厚い。玄武岩質あるいは安山岩質溶岩に多くみられる。

　アア溶岩よりさらに粘性の高い溶岩流では、固まった厚い殻が、内部で流動し続ける溶岩に引きずられて砕け、直径数十センチメートルの滑らかな破断面をもつ多面体状の岩塊となって、溶岩流の表面や先端部分にたまる。このような溶岩流を塊状溶岩という。塊状溶岩は厚さ数メートル～数十メートルで、玄武岩質溶岩流の先端部分、安山岩質、デイサイト質、流紋岩質溶岩流にみられる。

　一つの溶岩流でも、火口付近ではパホイホイ溶岩、下流部でアア溶岩や塊状溶岩に移り変わる。粘性が高くなると溶岩流は厚く、短くなり、ついにはほとんど流動しないで溶岩円頂丘となる。溶岩流の内部が流下してしまって、表面の殻部分だけが残ったものを溶岩トンネル（大型）あるいは溶岩チューブ（小型）という。溶岩トンネルの天井部分からは円錐(えんすい)状や紐(ひも)状の溶岩鍾乳石(しょうにゅうせき)が垂れ下がり、その下には溶岩鍾乳石から滴り落ちた溶岩の滴が固まってできた溶岩石筍(せきじゅん)がみられることがある。溶岩流が樹木を取り囲むと、幹が燃えて溶岩の中に円筒状の空洞が残る。これを溶岩樹型という。溶岩樹型の内側には炭化木片が残ることもあるし、樹皮の型や木目が残ることもある。また樹木を取り囲んだ溶岩の一部分が還元されて金属鉄を生じていることがある。

［千葉とき子］

水中の溶岩流

溶岩は水の底を流れると、表面が水と接して急冷し、ガラス質になる。粘性が低い（陸上だとパホイホイ溶岩あるいはアア溶岩となる高温の）溶岩は、水底では枕状溶岩(まくらじょうようがん)になる。枕状溶岩とは直径数十センチメートルの枕のような形をした溶岩の塊（ピローpillowという）が積み重なったもので、陸上でできるパホイホイ溶岩の舌状の先端部分が重なった場合と似ている。水底では溶岩の先端部分の殻が割れて中からまだ固まっていない溶岩が流れ出し、枕状の溶岩塊が次々にできていく。大西洋中央海嶺(かいれい)では中軸谷の火口付近で、斜面沿いにピローが数珠(じゅず)つなぎになっているのが観察された。このようなピローでは、長く伸びた方向に平行な筋(すじ)と、それに直交する割れ目がみられる。ハワイのマウナ・ロアが1971～1973年に噴火したとき、パホイホイ溶岩が陸上から海中に流れ込んで枕状溶岩になるようすが目撃された。ピローの表面は水冷されているためガラス質であるが、内部はそれほど急には固まらないので結晶質になる。ピローの断面を見ると、内部ほど結晶が大きく、同心状の成層構造をもつことがわかる。またピローには放射状の割れ目、気泡、空隙(くうげき)がみられる。ピローがそれぞれ独立した岩塊としてきっちり重なっているときには、ピローの上面は凸の球面で、下面は下に並んだピローの凸の球面の間に垂れ下がった形になっている。これは、ピローが重なったときにはまだすっかり固まっていなかったことを示すと同時に、重なったときの上下方向を判定する目安になる。ピローの間には、ピローの破片や水底にあった堆積(たいせき)物のかけらが詰まっていることがある。

　水底を流下する溶岩の前面や下面には、水冷で生じたガラス質殻の破片の集合体（ハイアロクラスタイトhyaloclastiteという）がみられる。枕状溶岩は海洋底で火山活動が続いていた海嶺付近に広く分布していて、海洋地殻の上部をつくっている。海洋の中の火山島（ハワイ諸島など）も基底部分は、枕状溶岩からなる山体をつくった海底火山である。粘性の高い（安山岩質、デイサイト質あるいは流紋岩質）溶岩が水底を流れると、はっきりした枕状溶岩になることはまれである。溶岩の表面が水で急冷されて砕け、ガラス質岩片の集合体として固まるため、火砕岩のような外観を呈する。

［千葉とき子］

[参照項目] | 火山 | 火山岩 | 岩石 | マグマ

溶岩樹型

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例

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