有馬温泉の湯は600万年モノだった…目からウロコの「温泉の科学」

地震・火山大国の「癒し」のメカニズム
中島 淳一 プロフィール

温泉の水はどこから?

日本の温泉水のほとんどは、地中に浸み込んだ天水(雨や雪)や海水が、一時的に地下に貯蔵されている間に熱せられ、再び地上に湧き出した循環水です。

そのほかに、太古の地殻変動などで地中に閉じこめられた古い海水、「化石海水」を起源にもつ場合もあります。温泉水を温める熱源は、マグマに起源をもつものと地温によるものに大別できます。

火山地域では、地下深くにあるマグマ、またはマグマから放出された熱水や高温ガスにより、地下数キロの深さでも500度を超す高温になっていることがあります。

火山地域に浸み込んだ天水や海水は、そこでマグマ起源の熱や鉱物成分などを受けとり、地表に湧き出すのです。

このような成り立ちの温泉は「火山性温泉」とよばれ、日本列島に分布する温泉の多くがこのタイプです。

地下にあるマグマ(熱水)の化学成分や、地下に貯留されているあいだの鉱物の沈殿・濃集などの違いにより、地表に湧出する火山性温泉は多様な泉質をもちます。

一方、非火山地域でも、地下の温度(地温)は深さとともに高温になります。日本列島の非火山地域では、100m深くなるごとに温度は約3度上昇するため、深さ3kmの温度は100度ほどになります。水を温めるのには十分な温度です。

地下深くで地温により温められた天水や海水が湧き出している温泉を、「非火山性温泉」といいます。火山から離れたところに分布する温泉のほとんどは非火山性温泉です。

一般に、非火山性温泉の温度は火山性温泉ほど高くありません。

 

不思議な温泉――非火山性なのに、熱くて濃い?

このように温泉は火山性と非火山性に分けることができます。

ところが、非火山性温泉のなかには、沸騰して湧出し、塩濃度が海水の2倍以上もある温泉があります。

このような特徴を有する温泉水は「有馬型温泉水」とよばれ、有馬温泉をはじめとして、大阪湾周辺から紀伊半島にかけて広く分布しています。

有馬温泉有馬温泉 Photo by iStock

温泉水(温泉ガス)には、リチウム(Li)やヘリウム(He)、塩素(Cl)、炭素(C)など、さまざまな化学成分が含まれ、水の起源や熱源の種類、地下での貯留時間などにより、その含有量や同位体組成が異なります。

有馬型温泉水には、マグマ起源のガスと同位体組成が似ているという特徴があります。

しかし、火山が分布しない近畿地方や紀伊半島で、このような温泉水が湧出するのはとても不思議です。

有馬型温泉水の起源はどこにあるのでしょうか?