［Predicting Volcanic Eruptions by Isohypse Reconnection アイソヒプス（等高線、等圧線）再接続による火山噴火の予測］
Bob Johnson March 31, 2012 - 11:59Picture of the Day
1980年のアイソヒプス（等高線、等圧線）再接続イベントの前後のセントヘレンズ山
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April 1, 2012
火山学の最近の研究は、危険区域からの避難を可能にするのに十分な警告を提供する主な噴火事象の予測可能性を改善することに集中しています。
噴火イベントの根底にあるメカニズムを理解する上でのブレークスルーは、アート・スティアーカーク教授のリーダーシップの下でオランダに本部を置く研究チームから最近現れました。
重要な発見は、噴火イベントは、以前に理解されていたように、地下チャンバー内のマグマ圧力の増加によってではなく、「アイソヒプス（等高線、等圧線）再接続イベント」として知られるプロセスでの火山のアイソヒプス・パターンに蓄積されたエネルギーの放出によって引き起こされるということです。
中央の噴出口から溶岩が押し出されることにより、火山が徐々に成長することはよく知られています。
新しい溶岩は、既存の火山円錐丘に追加の層を追加します。各層は、円錐丘内に含まれる岩盤の位置エネルギーの増加を表しています。
このエネルギーはコーンの等高線または等高線に蓄えられ、コーンに溶岩が新たに追加されるたびにますます引き伸ばされます。
ピークの高さが増加するたびに、新しいアイソヒプスもコーンの上部に追加されます。
これらの新しいアイソヒプスは、次の溶岩の追加によって引き伸ばされます。
したがって、アイソヒプスは、溶岩が新たに放出されるたびにますます伸びる輪ゴムのように動作します。
火山の移動度が事実上ゼロであるため、時間の経過とともに大量のエネルギーがアイソヒプスに「凍結」し、それによって蓄積されたエネルギーが周囲の媒体に制御されて散逸するのを防ぎます。
アイソヒプスの再接続イベントは、アイソヒプスの応力がアイソヒプスの破壊強度を超えると発生します。
最も弱いアイソヒプスが最初に壊れ、残りのアイソヒプスに応力が再分散されると、壊滅的な一連の障害が発生します、残りのアイソヒプスは、過度の応力がかかり、順番に崩壊します。
スティアーカーク教授の画期的な進歩は、明らかに安定したアイソヒプスが突然失敗する理由を特定することでした。
彼のチームは、アイソヒプスの物質が加硫し、よりもろくなるにつれて、アイソヒプス自体が時間の経過とともに劣化することを発見しました。
その場合、アイソヒプスの表面の小さな引っかき傷やその他の欠陥から生じる応力集中は、アイソヒプスの原子構造の微視的な塑性変形によって緩和されなくなり、代わりに応力亀裂が発生します。
この応力亀裂は、アイソヒプスの深さ全体に急速に伝播し、壊滅的な障害を引き起こし、アイソヒプス再接続イベントを引き起こす可能性があります。
アイソヒプス再接続イベントで放出されたエネルギーにより、火山が爆発し、高応力のアイソヒプが緩和されてエネルギーレベルが低下します。これは、標高の低い場所で大量の火山岩が再分配されるためです。
アート・スティアーカークは、彼のチームの発見について次のように述べています。「この理解の飛躍的進歩により、アイソヒプスの加硫を監視し、壊滅的な障害の可能性をより確実に予測できるようになりました。
これからは、予期しないアイソヒプス再接続イベントから私たち全員がはるかに安全になるはずです。
ボブ・ジョンソン
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April 1, 2012
Recent research in volcanology has concentrated on improving the predictability of major eruption events with the primary aim of providing sufficient warning to enable evacuation of personnel from the danger zone.
火山学の最近の研究は、危険区域からの避難を可能にするのに十分な警告を提供する主な噴火事象の予測可能性を改善することに集中しています。
A breakthrough in understanding the underlying mechanism of eruption events has recently emerged from research teams headquartered in The Netherlands under the leadership of Professor Art Stierkaak.
噴火イベントの根底にあるメカニズムを理解する上でのブレークスルーは、アート・スティアーカーク教授のリーダーシップの下でオランダに本部を置く研究チームから最近現れました。
The key finding is that eruption events are triggered not, as previously understood, by an increase of magma pressure in a subterranean chamber, but instead by the release of stored energy in the volcano’s isohypse pattern in a process known as an ‘Isohypse Reconnection Event’.
重要な発見は、噴火イベントは、以前に理解されていたように、地下チャンバー内のマグマ圧力の増加によってではなく、「アイソヒプス（等高線、等圧線）再接続イベント」として知られるプロセスでの火山のアイソヒプス・パターンに蓄積されたエネルギーの放出によって引き起こされるということです。
It is well known that volcanoes grow incrementally by extrusion of lava via the central vent.
中央の噴出口から溶岩が押し出されることにより、火山が徐々に成長することはよく知られています。
New lava adds additional layers to the existing volcanic cone, each of which represent an increase in the potential energy of the rock mass contained within the cone.
新しい溶岩は、既存の火山円錐丘に追加の層を追加します。各層は、円錐丘内に含まれる岩盤の位置エネルギーの増加を表しています。
This energy is stored in the isohypses, or contour lines, of the cone which become increasingly stretched by each new addition of lava to the cone.
このエネルギーはコーンの等高線または等高線に蓄えられ、コーンに溶岩が新たに追加されるたびにますます引き伸ばされます。
New isohypses are also added to the top of the cone every time the peak height increases.
ピークの高さが増加するたびに、新しいアイソヒプスもコーンの上部に追加されます。
These new isohypses will be stretched by the next addition of lava.
これらの新しいアイソヒプスは、次の溶岩の追加によって引き伸ばされます。
Isohypses therefore behave like rubber bands which get more and more stretched with each new discharge of lava.
したがって、アイソヒプスは、溶岩が新たに放出されるたびにますます伸びる輪ゴムのように動作します。
Over time, vast amounts of energy become ‘frozen in’ to the isohypses because the mobility of the volcanoes is effectively zero, thereby preventing controlled dissipation of the stored energy into the surrounding medium.
火山の移動度が事実上ゼロであるため、時間の経過とともに大量のエネルギーがアイソヒプスに「凍結」し、それによって蓄積されたエネルギーが周囲の媒体に制御されて散逸するのを防ぎます。
An Isohypse Reconnection Event arises when the stress in the isohypses exceeds the breaking strength of the isohypses.
アイソヒプスの再接続イベントは、アイソヒプスの応力がアイソヒプスの破壊強度を超えると発生します。
The weakest isohypse will break first and trigger a catastrophic cascade of failures as the stress is redistributed among the remaining isohypses, which then become overstressed and fail in turn.
最も弱いアイソヒプスが最初に壊れ、残りのアイソヒプスに応力が再分散されると、壊滅的な一連の障害が発生します、残りのアイソヒプスは、過度の応力がかかり、順番に崩壊します。
Professor Stierkaak’s breakthrough has been to identify the reason why apparently stable isohypses can suddenly fail.
スティアーカーク教授の画期的な進歩は、明らかに安定したアイソヒプスが突然失敗する理由を特定することでした。
His team have discovered that the isohypses themselves degrade over time as the material of the isohypse vulcanises and becomes more brittle.
彼のチームは、アイソヒプスの物質が加硫し、よりもろくなるにつれて、アイソヒプス自体が時間の経過とともに劣化することを発見しました。
When that happens, stress concentrations arising from minor scratches or other defects on the surface of an isohypse are no longer relieved by microscopic plastic deformation of the atomic structure of the isohypse but instead result in development of a stress crack.
その場合、アイソヒプスの表面の小さな引っかき傷やその他の欠陥から生じる応力集中は、アイソヒプスの原子構造の微視的な塑性変形によって緩和されなくなり、代わりに応力亀裂が発生します。
This stress crack can rapidly propagate through the full depth of the isohypse and result in catastrophic failure, leading to an Isohypse Reconnection Event.
この応力亀裂は、アイソヒプスの深さ全体に急速に伝播し、壊滅的な障害を引き起こし、アイソヒプス再接続イベントを引き起こす可能性があります。
The energy released in the Isohypse Reconnection Event causes the volcano to explode and results in the relaxation of the highly-stressed isohypses to lower energy levels as large volumes of volcanic rock are redistributed at lower elevations.
アイソヒプス再接続イベントで放出されたエネルギーにより、火山が爆発し、高応力のアイソヒプが緩和されてエネルギーレベルが低下します。これは、標高の低い場所で大量の火山岩が再分配されるためです。
Art Stierkaak says of his team’s discovery, ‘With this breakthrough in understanding, we can now monitor the vulcanisation of the isohypses and predict with more certainty the likelihood of a catastrophic failure.
アート・スティアーカークは、彼のチームの発見について次のように述べています。「この理解の飛躍的進歩により、アイソヒプスの加硫を監視し、壊滅的な障害の可能性をより確実に予測できるようになりました。
We should all be much safer from unexpected Isohypse Reconnection Events from now on’.
これからは、予期しないアイソヒプス再接続イベントから私たち全員がはるかに安全になるはずです。
Bob Johnson
ボブ・ジョンソン
