溶岩
まず、私たちがしなければならない定義がある。 地質学者は、地下にある溶けた岩石を「マグマ」、地表に噴出したものを「溶岩」と呼んでいます。
マントルや核にある岩石は、約46億年前の地球形成時の熱が残っています。 地球ができたとき、物質は高速でぶつかり合いました。 この衝突によって熱が発生し(手をたたいてみてください、熱くなります)、その熱が地球の中に閉じ込められたのです。 また、自然界に存在する放射性元素の放射性崩壊によっても、地球の中に熱が発生します。 原子炉が発熱するのと同じ仕組みですが、地球上では放射性物質の濃度が低くなっています。 しかし、地球は原子力発電所よりはるかに大きいので、大量の熱を発生させることができます。 岩石は断熱性が高いので、熱の発散が遅いのです。
この熱は、地表から約50~100km下の上部マントルにあるいくつかの岩石を部分的に溶かすのに十分です。 岩石が完全に溶けるわけではないので、「部分的に溶ける」と表現しています。 ほとんどの岩石は複数の鉱物でできていて、その鉱物はそれぞれ溶ける温度が違います。 つまり、岩石が溶け始めると、ある鉱物は他の鉱物よりはるかに大きく溶けるのです。 これが重要なのは、生成される液体(マグマ)が、出発した岩石をただ溶かしたものではなく、別のものになるからです。
砂糖とバターとかき氷で「岩」を作ると考えてもよいでしょう。 それらを均等に混ぜて、1/3の砂糖、1/3のバター、1/3のかき氷のような岩を作ったとします。 ところが、この「岩」を溶かし始めると、発生した「マグマ」は溶けやすいもの、つまり氷(今は水)とバターに高濃度に集中することになります。 マグマの中には溶けた砂糖も少しは含まれるでしょうが、それほどでもなく、大部分は結晶のままでしょう。
最もよく作られるのは玄武岩(中海嶺で噴出して海底を構成するもの、ハワイで噴出するもの)です。 玄武岩のマグマは、形成された直後から小さな滴となって上方へ移動し(密度は固体の岩石よりもわずかに小さい)、やがて他の滴と合流し、やがて地表へ向かって玄武岩のマグマの良い流れができるようになります。 これが地表に到達すると、玄武岩質の溶岩として噴出する。