間欠泉

間欠泉とは

間欠泉は、一定の周期で水蒸気や熱湯を噴出する温泉の一種であり、特にアイスランドやアメリカ合衆国のイエローストーン国立公園に存在する間欠泉が全球的に有名です。これらの自然の奇跡は、独特なメカニズムによって形成されており、長年さまざまな研究が進められてきました。

間欠泉のメカニズム

空洞説

間欠泉がどのように機能するのかについては、「空洞説」と「垂直管説」という2つの主要な説が存在します。空洞説によれば、地下にある空間に貯められた水が地熱によって温められることで水蒸気となり、地表に勢いよく噴出すると考えられています。この理論は1811年にアイスランドでJ・マッケンシーによって提唱され、日本でも本多光太郎や寺田寅彦などの研究者たちによって細かく検討されました。

空洞説では、地下に空洞が存在し、その中の水が熱によって加熱されることで水蒸気圧が上昇し、噴出管を通じて地上に噴出するという流れが説明されます。十分な水蒸気圧がかかると、噴出が一時的に停止し、再び地下水が補給されることで次の噴出が始まります。ただし、この説は大規模な間欠泉の現象には適用できるものの、地下空洞が確認できない小規模な間欠泉については説明が不足する場合があります。

垂直管説

もう一つの「垂直管説」は1847年にドイツのロベルト・ブンゼンによって提唱されました。この説では、地面に対してほぼ垂直に配置された噴出管に地下水が溜まり、地熱によってそれが加熱されることで生じる泡が上昇して噴出するというものです。この過程は、まず地下水が少しずつ噴出し始め、次第に圧力が低下して沸騰が加速し、急激な噴出が起こるとされています。日本の研究者である野口喜三雄は、1939年に間欠泉内の成分変化の観察を通じてこの垂直管説を支持する研究成果を発表しています。一般的には、小規模な間欠泉や温泉探査によって発生する現象に対して、この説がより適しているとされます。

日本の間欠泉

日本にも多くの間欠泉が存在し、その中でも特に有名なものには以下が挙げられます:

• - 羅臼温泉（北[[海道]]）
• - 鹿部温泉（北[[海道]]）：道の駅しかべ間歇泉公園内に位置する。
• - 登別温泉（北[[海道]]）
• - 鬼首間欠泉（宮城県）：噴出孔が二つ存在する。
• - 大湯間歇泉（熱海温泉、静岡県）：かつては自然現象として噴出していましたが、現在は人工的に噴出させている。
• - 草間の間歇冷泉（岡山県）：珍しい冷泉で、国の天然記念物に指定されています。
• - 龍巻地獄（大分県・柴石温泉）：別府で名勝に指定されています。

世界の主な間欠泉

世界中には多くの間欠泉が点在しており、特にアメリカのイエローストーン国立公園には、200以上の間欠泉が存在します。その中の「ジャイアント間欠泉」は特に目立ち、周期的に最大75メートルの高さまで噴出します。

また、アイスランドの「ゲイシール」は、英語の「geyser（間欠泉）」という言葉の由来であり、特に有名です。他にもニュージーランドやタイ、中国、ロシアにかけて数多くの間欠泉が存在し、それぞれが独自の特長を持っています。

宇宙における間欠泉

間欠泉は地球上だけでなく宇宙でも観測されています。土星の衛星エンケラドゥスでは氷と水蒸気を、海王星の衛星トリトンでは窒素ガスを噴出しており、木星の衛星エウロパでも水蒸気が観測される可能性が高いと考えられています。これらの現象は、宇宙における温泉研究の新たな領域を開いています。

間欠泉は自然の驚異であり、そのメカニズムは私たちが地球の内部を理解する手助けとなっています。また、それぞれの温泉が持つ地域の特色や歴史を感じるための貴重な存在でもあります。

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