2,200万年前の火砕流が、アンデスのでき方を封じ込めていた

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チリ北部のアリカ・イ・パリナコタ州に、2,200万年ほど前の火山岩が広い範囲を覆っている場所があります。ラウカ・カルデラという火山から噴き出したもので、その下には噴火当時の地形がそのまま埋まっています。この火山岩の「かぶさり方」から、噴火より前にアンデス山脈がどれくらいの速さで持ち上がっていたのかを割り出した研究が、2026年9月11日にScience Advances誌に載りました。ユニヴァーシティ・カレッジ・ロンドン（UCL）のByron Adams氏らのチームによる論文です。

2,200万年前、地形ごと埋めた噴火

カルデラは、大きな噴火でマグマが抜けたあとに地面が落ち込んでできる、直径数キロから数十キロのくぼみです。ラウカ・カルデラからは2,190万年前に巨大な噴火が起きました。このとき出たのは、溶岩がゆっくり流れ下るタイプではなく、高温の火山灰・軽石・岩片・ガスが混ざった流れが地表を高速で走る「火砕流（かさいりゅう）」でした。

火砕流が止まって冷え固まると、イグニンブライトという岩になります。ラウカ・カルデラの噴火で積もったイグニンブライトは「カルドネス・イグニンブライト」と呼ばれ、体積は1,260立方キロメートル以上。チリの首都サンティアゴの6倍の面積を覆い、厚いところでは1キロメートルに達します。

Adams氏はこれをポンペイに重ねて説明しています。紀元79年のヴェスヴィオ火山の噴火は町を火砕流で埋め、建物や人の姿をそのまま残しました。ラウカ・カルデラの噴火はその規模ではなく、谷も尾根も川筋も含めた地形をまるごと埋めています。埋めたものは町ではなく、山脈の一部でした。

アンデスの成長速度をめぐる二つの説

アンデス山脈は、太平洋側のナスカプレートが南米大陸の下に沈み込むことで押し上げられてきました。そこまでは異論がありません。分かれているのは、持ち上がるペースです。

一つは、4,000万〜5,000万年かけてゆっくり着実に高くなってきたとする説。もう一つは、長いあいだほとんど上がらず、直近600万〜1,000万年のうちに一気に高くなったとする説です。どちらも根拠となる観測があり、決着はついていません。

決着がつかない理由の一つは、昔の地形が残らないことにあります。山は上がると同時に川に削られ、地層は曲がったり傾いたりします。数千万年前の地面の形をそのまま見ることは、ふつうはできません。

いま使われている方法は、岩石の中の鉱物に残った温度の記録を読むものです。岩が地下深くから地表に近づくと冷えていくので、鉱物が「いつ、どの温度を通過したか」を測れば、その岩がいつ上がってきたかが分かります。ただしこの方法で分かるのは、特定の鉱物が特定の温度を通った瞬間だけです。点としての記録は取れても、あいだの時代がどうだったかは埋まりにくいという弱点がありました。

掘れない地形を、フタの傾きから読む

今回の研究のポイントは、埋まった地形を掘り出さずに、その上に乗っている火山岩の形だけから中身を推定したことです。

手がかりは、カルドネス・イグニンブライトの表面の傾きでした。積もった直後の面はほぼ一様で、傾きは西向きに1.5度（誤差0.3度）。噴火のあとに地層が曲がったり傾いたりした分を差し引いて復元した値です。火砕流は地形の低いところを埋めながら広がり、最後は平らに近い面を作って止まるので、こうなります。

ここから先が理屈の核心です。火山岩の面が1.5度しか傾いていないなら、その下に埋まっている地形も、全体として1.5度より急ではありえません。急な山並みの上に薄いフタをかぶせても、山の頭が突き出てしまい、地形を完全に覆うことはできないからです。つまりフタの傾きが、埋まった地形の険しさの上限を決めます。

そして地形の険しさは、隆起の速さと結びついています。岩が速く持ち上がるほど、川は急な谷を刻み、山は険しくなります。ゆっくり上がる場合は、川が削るペースが追いついて、なだらかな丘陵地になります。

チームはこの関係を、川が山を削っていく過程を再現する計算モデルで確かめました。隆起の速さと岩の削られにくさの組み合わせを何百通りも変えて、それぞれの条件で地形が落ち着くまで川に削らせ、できあがった地形がカルドネス・イグニンブライトの下に収まるかどうかを調べたのです。

収まったのは、緩やかな丘陵地だけでした。険しい山は、どの条件でもフタからはみ出しました。岩の削られにくさに、ほかの地域の川底で実測された値を入れて計算すると、噴火前のこの地域の隆起速度は、100万年あたり0.26キロメートルを超えなかったことになります。100年に2.5センチメートルです。

「ゆっくり説」を支える中間の記録

100年に2.5センチメートルというのは、活動中の山脈としてはかなり遅い部類です。ヒマラヤの一部では、隆起と侵食が年に数ミリメートルから数センチメートルの規模で進んでいる場所があります。ラウカ・カルデラの周辺は、そうした場所とは比べものにならない静かなペースで上がっていたことになります。

この結果は、鉱物の温度記録から得られていた過去5,000万年ぶんの隆起の推定とも矛盾しませんでした。別々の方法で、同じくらい遅い値が出たことになります。

Adams氏は、この研究がカバーしているのはアンデスの歴史の「真ん中」の大部分だと言っています。2,200万年前の噴火の時点で、すでに数百万年かけてなだらかになった地形があった。それはつまり、その時点までの長い期間、隆起が遅かったということです。直近に一気に持ち上がったとする説を直接否定するものではありませんが、「それまではほとんど上がっていなかった」という前提の部分とは合いません。チームは、ゆっくり着実に上がったとする説を支持する結果だとまとめています。

論文が指摘しているもう一つの点は、この方法には偏りがあるということです。大きな火砕流の堆積物は、緩やかな地形の上にしかきれいに広がりません。だからイグニンブライトの下に残る地形は、隆起が遅くて穏やかだった時期のものに限られます。険しかった時代の地形は、この方法では最初から記録に残らないのです。ラウカ・カルデラの下に緩やかな地形があったこと自体は確かでも、それをアンデス全域・全時代に広げるには、別の証拠を重ねる必要があります。

共著者のFrances Cooper氏（UCL）は、同じ考え方を世界のほかの火山堆積物にも使えると話しています。アンデスは地域の気候にも地球全体の気候にも大きく影響する山脈なので、その成長の歴史を組み立て直すことは、長い時間スケールの気候変動を理解することにもつながります。研究はAXAと英国王立協会の支援を受けて行われました。

数千万年前の地面の形は、ふつうなら削られて消えています。それが火山灰の下に残っていて、しかも掘らずに読める。火山の噴火は地形を壊す出来事ですが、壊し方によっては、壊す前の記録を閉じ込めることもあるようです。

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出典

Adams, B. A., Cooper, F. J., Walsh, C., & Cashman, K. V. (2026). Landscapes buried beneath large-volume ignimbrites reveal preeruptive uplift rates. Science Advances, 12(37), eaee5374.
https://doi.org/10.1126/sciadv.aee5374

UCLプレスリリース（EurekAlert!）：Giant volcanic blanket reveals hidden ‘Pompeii’ of Andean landscapes
https://www.eurekalert.org/news-releases/1143487

Live Science：South American ‘Pompeii’: Volcanic eruption 22 million years ago preserved a snapshot of the Andes forming
https://www.livescience.com/planet-earth/volcanoes/south-american-pompeii-volcanic-eruption-22-million-years-ago-preserved-a-snapshot-of-the-andes-forming