大阪市立自然史博物館や京都大学、兵庫県立大学などの研究グループは、北海道の知床硫黄山において大量の溶融硫黄が噴出するメカニズムや火口周辺の地下水循環、帯水層構造を明らかにしました。河川水や温泉水の水分子に含まれる水素・酸素同位体比などの分析に基づいた成果です。本研究をまとめた論文は、2026年7月8日に国際学術誌「Journal of Volcanology and Geothermal Research」で公開されました。

世界的にも珍しい溶融硫黄の噴火現象

知床半島中央部に位置する知床硫黄山は、液体の溶融硫黄を噴出する世界的にも極めて珍しい火山です。固体の硫黄は120℃で融解して赤茶色の液体となり、水のように流れます。知床硫黄山では過去に4回このような噴火が記録されており、1936年の噴火では当時の日本の年間消費量に匹敵する11万6000トン（10万トン超、11万トン超）の溶融硫黄が標高600mの山腹にある1号火口（新噴火口）から噴出しました。噴出した硫黄は火口沢やカムイワッカ川へと流れ下り、純度がほぼ100%に達していたことから、肥料や火薬の原料として日本特殊鉱業により大規模に採掘されました。

地下水とマグマ起源のガスが反応するプロセスを解明

研究グループは、カムイワッカ温泉水や周辺の河川水・湖水など85か所で水試料を採取し、水素・酸素同位体比や主要イオン濃度を分析しました。その結果、カムイワッカ温泉水の元となる水は、標高860m前後で降った雨が帯水層に入り地下水として流下したものであることが判明しました。

地下水は流下の途中の標高700m付近で、マグマ起源の安山岩水や火山ガス（二酸化硫黄や硫化水素）と混入します。安山岩水が混入したときの温度は176℃と推定され、硫黄の融点（120℃）を上回るため、生成した時点で硫黄は溶融状態になります。現在のカムイワッカ温泉水に含まれる安山岩水は11～12%（11-12%程度）ですが、活動期に二酸化硫黄などの火山ガスや安山岩水の量が増加することで地下水との反応により硫黄が大量に生成し、噴火につながったと考えられます。

惑星科学への波及と今後の課題

地下水と火山ガスが帯水層で反応して硫黄と温泉水が生成するという知見は、他の火山における硫黄鉱床や温泉の形成理解につながるほか、惑星科学の分野への貢献も見込まれます。活発な火山活動で硫黄などを噴出する木星の衛星イオや、探査ローバーキュリオシティが硫黄塊を発見した火星など、他の天体での現象を解明する手がかりとしても期待されています。

一方で、硫黄が生成される具体的な化学反応についてはまだ解明されていません。また、知床硫黄山の山体の下にある海成層の生物起源の硫黄が含まれているかどうかの解明が今後の課題とされています。

論文情報および発表機関

発表された論文の詳細は以下の通りです。

• タイトル：Characterization of the Shiretokoiozan volcano hydrothermal system in Hokkaido, North Japan: Possible source and mechanism of molten sulfur eruptions （北海道・知床硫黄山火山の熱水系の特徴―溶融硫黄の起源と溶融硫黄噴火―）
• 著者：Mutsunori Yamamoto, Koki Kashiwaya, Brenda A Kusumasari, Yohei Tada, Tada-nori Goto, Katsuaki Koike
• 掲載誌：Journal of Volcanology and Geothermal Research
• DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2026.108676

本記事は大阪市立自然史博物館、京都大学、兵庫県立大学の発表をもとに作成しました。

Dellows News編集部

ビジネスパーソンの課題解決と納得感にこだわるDellows News編集部。キャリア論からAI、健康法まで幅広い分野に対応し、複雑なテーマでも平易な言葉で丁寧に解説。読者が「明日から使える」知識やヒントを得られるよう、具体的な事例・データ・専門家の見解を交えて執筆。情報を整理し、納得感ある記事づくりを心がけています。