衛星から見える三重カルデラ――ザヴァリツキー火山に刻まれた巨大噴火の履歴

千島列島の中央部には、上空から見ると巨大な「標的」のような地形がある。緑の島の中に円形の崖が幾重にも重なり、その中心には青い湖が収まっている。

これはシムシル島（Simushir Island）にあるザヴァリツキー火山カルデラ（Zavaritzki Caldera）だ。整いすぎた同心円は人工物ではない。何度も大規模な噴火と火山体の崩壊が起き、その跡に新しい火山が育ち、さらにまた崩れた結果である。

しかも、この火山は見た目が奇妙なだけではない。近年の研究によって、約200年間「噴火した火山が分からない」とされてきた1831年の大噴火の噴火源として非常に有力になった。衛星画像に見える一番内側の輪は、北半球の気候冷却を引き起こした大噴火と結びつく可能性まである。

宇宙から見える「巨大な標的」

米航空宇宙局（NASA）が公開した2024年9月12日のランドサット8（Landsat 8）衛星画像を見ると、ザヴァリツキー火山の特徴は一目で分かる。

スミソニアン協会（Smithsonian Institution）の火山データベースでは、ここに直径約10キロ、8キロ、3キロのカルデラが入れ子状に重なっている。最も若い内側のカルデラは急な崖に囲まれ、その中央部を湖が占める。周囲には植生に覆われた緑の斜面が広がる一方、若いカルデラ壁の一部は赤褐色に見え、地形の輪郭をいっそう際立たせている。

この形を「大きな火口が三つ並んでいる」と考えると実態を見誤る。カルデラは一般に、大規模な噴火などで地下のマグマが大量に移動・噴出したあと、上部の火山体や地盤が陥没してできる大規模な凹地だ。ザヴァリツキー火山の場合、その崩壊と再成長が繰り返されたため、古い輪の内側に新しい輪が重なる構造になった。

衛星画像の同心円は、そのまま火山の長い破壊史を見せている。

完新世初頭の大噴火の灰は北米まで届いた

この火山が繰り返してきた噴火は、決して小さなものばかりではない。

2025年に発表された完新世の噴火史研究では、過去約1万年間の地層から40層を超えるテフラ（tephra）が確認された。長期平均では、およそ250年に1回の割合で爆発的イベントが起きた計算になる。ただし、これは規則的な周期を意味する数字ではなく、次の噴火時期を予測できるものでもない。

とりわけ巨大だったのが約9,500年前の噴火で、研究では噴火マグニチュード6.4と推定されている。このとき放出されたテフラは北東方向へ広がり、北米北西部でも確認されている。

千島列島の小さな島から噴き上がった火山灰が、海を越えて別の大陸の地層に残ったことになる。

現在の静かな湖だけを見ていると想像しにくいが、ザヴァリツキー火山は大陸規模で痕跡を残す爆発的噴火を繰り返してきた火山なのである。

1831年、北半球を冷やした「噴火源不明」の大噴火

ザヴァリツキー火山を一躍注目させたのが、1831年の大噴火をめぐる研究だった。

19世紀前半、北半球では大規模な火山噴火の影響とみられる異常が記録されている。氷床コアにも1831年ごろ、大量の火山性硫黄が成層圏へ入ったことを示す明瞭な痕跡が残っていた。研究によれば、この噴火の規模と放射強制力は、1831〜1833年に記録された北半球の約0.5〜1度の寒冷化を説明し得る。

ところが、肝心の噴火源が長く分からなかった。

当時の記録には異常な太陽の色や乾いた霧のような現象が残っていたものの、それを引き起こした巨大噴火を直接記録した火山が見つからなかったからだ。

「犯人」はグリーンランドの氷から見つかった

転機となったのは、米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences）に収載された研究である。論文は2024年12月30日にオンライン公開され、2025年の122巻1号に掲載された。

研究チームは、グリーンランド（Greenland）の氷床コアに閉じ込められていた1831年夏ごろの微細な火山灰を取り出し、そのガラス粒子の化学組成を調べた。そして、その組成がザヴァリツキー火山の最新の大規模プリニー式噴火（Plinian eruption）で残されたテフラと一致することを示した。

さらに、硫黄同位体、放射性炭素年代、噴出物の分布、推定された噴火規模など、別々の証拠も同じ結論を支持した。研究は、1831年の「謎の大噴火」の噴火源がザヴァリツキー火山であることを強く支持したのである。

興味深いのは、その解決方法だ。現地の年代記から噴火を発見したのではない。数千キロ離れたグリーンランドに降り積もった、顕微鏡サイズの火山ガラスが手掛かりになった。

いわば、200年前の噴火を氷の中に残った物証から割り出した「火山鑑識」である。

1831年当時のシムシル島周辺は人口が非常に少なく、詳細な観測記録が残りにくい地域だった。ただし、人がまったくいなかったわけではない。歴史的にはアイヌの居住や、ロシア側の進出に伴う人びとの移動もあったため、「無人島だったから記録がない」と単純化することはできない。

一番内側のカルデラは1831年にできたのか

ここで衛星画像の同心円が、1831年の謎と再びつながる。

研究では、最も若い内側カルデラが1831年噴火に伴う大量のマグマ放出によって形成された可能性が論じられている。もしこの解釈が正しければ、衛星画像で現在見えている直径約3キロの輪は、わずか200年ほど前の大噴火で生まれた地形ということになる。

ただし、これは直接観察された事実ではない。カルデラの容積や噴出物の年代などから導かれた有力な推定であり、「1831年に形成された」と断定するのはまだ慎重であるべきだ。

この不確実さも、ザヴァリツキー火山のおもしろさの一部だ。地形そのものは残っているのに、それがいつ、どの噴火でできたのかは、氷床コアや火山灰の化学分析を使って少しずつ復元されている。

1957年、湖の形はまた変わった

ザヴァリツキー火山の活動は19世紀で終わったわけではない。

現在、スミソニアン協会が最後の確認噴火として登録しているのは1957年11月12日から12月1日にかけての噴火で、火山爆発指数（Volcanic Explosivity Index、VEI）は3とされる。

この噴火では火山灰や火山弾、スコリア、溶岩流などが発生し、湖の北西部が噴出物によって埋められた。さらに溶岩ドームも形成され、20世紀の噴火が湖岸の輪郭そのものを変えた。

つまり現在の衛星画像には、数千年前から続く巨大なカルデラ地形だけでなく、人間が航空機や観測機器を使う時代になってから起きた噴火の痕跡まで一緒に写っている。

静かな湖の下では、今も熱が動いている

最後の確認噴火から半世紀以上が過ぎているが、ザヴァリツキー火山を「活動を終えた火山」と考えるのは適切ではない。

2023〜2024年に行われた現地調査では、内側カルデラの湖の南西岸に沿って約500メートルの範囲で熱水の流入が確認された。多くは水面下から湧き出しており、温泉水の温度は一時およそ70度に達した。調査では熱赤外カメラを搭載したドローンも使われ、通常の写真では分かりにくい熱水活動が可視化された。

可視光の衛星画像では、中央には静かな青い湖が見える。しかし熱の分布を調べれば、その下では今も火山性の熱水系が働いていることが分かる。

ザヴァリツキー火山の「奇景」は、単に円形が美しいから奇妙なのではない。何度も崩壊した古いカルデラ、19世紀の大噴火と結びつく可能性のある若いカルデラ、1957年にできた新しい火山地形、そして現在も続く熱水活動が、一枚の景観の中に重なっている。

衛星画像は、火山の時間を上から読むための地図

ザヴァリツキー火山カルデラを衛星から眺めると、最初に目に入るのは幾何学的な同心円だ。しかし、その輪を一つずつたどっていくと、それぞれが別の時代の噴火と崩壊を記録していることが分かる。

約9,500年前には灰が北米まで届く巨大噴火が起きた。1831年には北半球の寒冷化をもたらしたとみられる大噴火が発生し、その噴火源は約200年後、グリーンランドの氷の中から見つかった微細な火山灰によってザヴァリツキー火山に絞り込まれた。1957年には湖岸が再び作り替えられ、現在も湖底や湖岸では熱水活動が続いている。

宇宙から見ると、すべては一つの静かな円形地形に見える。だが実際には、その同心円は何千年にもわたる火山活動を折り重ねた「地質の年輪」なのである。

参考資料・出典

• Smithsonian Institution, Global Volcanism Program — Zavaritzki Caldera
• Hutchison, W. et al., “The 1831 CE mystery eruption identified as Zavaritskii caldera, Simushir Island (Kurils),” PNAS
• Hutchison et al. DOI: 10.1073/pnas.2416699122
• Dirksen, O.V. et al., “Explosive activity of Zavaritsky volcano (Simushir Island, Central Kuriles) during the Holocene”
• Dirksen et al. DOI: 10.31857/S0203030625010016
• Kotenko, T.A., “Lake Biryuzovoe (the Zavaritsky Caldera Complex, Simushir Island): Hydrothermal Activity in 2023–2024 and the Water Balance”
• NASA Earth Observatory — Nested Calderas of Zavaritskogo