火山かざんの ガスには、水の 湯気の ほかに、二酸化硫黄にさんかいおうや 硫化水素りゅうかすいそという ガスなどが まざって います［1］。

この ふたつの ガスは、どちらも いろが ありません［1］。二酸化硫黄にさんかいおうは つんと する におい、硫化水素りゅうかすいそは くさった たまごの においが します。

いろの ない ガスから、黄色い ものが できる。ふたつの ガスが であうと、なにが おこるのでしょう。

火山ガスには水（水蒸気）のほか、二酸化炭素、二酸化硫黄、硫化水素などが混ざっています。ガスの温度が高いと二酸化硫黄が多く、低いと硫化水素が主な成分になる、と気象庁は説明しています［1］。

この2つは、どちらも無色の気体です。ちがいはにおいで、二酸化硫黄はつんとする刺激臭、硫化水素は卵が腐ったようなにおいがします［1］。どちらも有毒なので、火山のそばでは決められた立ち入りのルールを守ることが大切です。

つまり、ガスをいくら見つめても、黄色は見えません。それなのに噴気孔の出口には黄色い粒が育つ。2つのガスが出会ったとき、何が起きているのでしょうか。

火山ガスには水（水蒸気）のほか、二酸化炭素、二酸化硫黄、硫化水素などが含まれる。気象庁の用語解説によれば、高温のガスでは二酸化硫黄が多く、低温になると硫化水素が主成分になる傾向がある［1］。ただし、水の割合などは火山ごとに異なり、どの火山でも同じ組成というわけではない。

注目したいのは、この2つの硫黄化合物がどちらも無色だという点である。二酸化硫黄は刺激臭、硫化水素は腐卵臭を持ち、どちらも有毒な気体として扱われる［1］。つまり、ガスの色から硫黄の黄色を説明することはできない。

では、黄色はどの段階で現れるのか。手がかりは、ガスが噴気孔から出て、冷たい外の空気や岩に触れる場面にある。

アメリカの ハワイに ある キラウエア火山かざんで、火山かざんを しらべる ところが せつめいして います［2］。二酸化硫黄にさんかいおうと 硫化水素りゅうかすいそが であうと、硫黄いおうと 水に かわる、と いう のです。

硫黄いおうは、ガスの ほかに 黄色い けっしょうにも なります。キラウエアでは、ながさ 5〜15ミリの けっしょうが みつかって います［2］。

チリの ラスタリア火山かざんでも、おなじ はんのうが 硫黄いおうの おもな できかたと 考えられて います［3］。ちがう くにの 火山かざんで おなじ はなしが でて きたのです。

ハワイのキラウエア火山を観測するアメリカ地質調査所（USGS）は、二酸化硫黄と硫化水素が反応して自然硫黄ができることを、次の式で示しています。SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O。つまり、2つのガスから、硫黄と水ができる、という意味です［2］。

この式には、確かめられる点があります。左の硫黄は1個＋2個で3個、右も3個です。酸素は左右とも2個、水素も左右とも4個。原子の数が合っているので、ふつうの化学反応として成り立ちます。

キラウエアでは、こうしてできた結晶が長さ5〜15mmほどになった例が紹介されています［2］。さらに、チリのラスタリア火山を調べた2023年の論文でも、同じ反応が自然硫黄のおもな生成過程とされ、その既往研究にもとづく生成経路の一つとして350℃未満が挙げられています［3］。この温度は論文が引く条件で、その火山で直接はかられた溶けた硫黄の温度（124〜158℃）とは別の数字です。

日本の硫黄山で同じ反応が主役かどうかは、この記事で使った資料には書かれていません。ただ、キラウエアとラスタリアという2つの火山で、同じ反応が説明されています。

反応の式は SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O である。ハワイ・キラウエア火山の噴気孔では、この反応で自然硫黄の結晶ができるとUSGSが説明している［2］。式の両辺を数えると、硫黄は1＋2＝3、酸素は2、水素は4で、左右が一致する。検算は暗算でできる。

別の火山でも同じ反応が報告されている。チリのラスタリア火山では、2023年の論文が同じ反応を自然硫黄の主な生成過程とし、既往研究に基づく経路の一つとして350℃未満という条件を挙げる［3］。この数字は、同じ論文が直接観測した溶融硫黄の温度（124〜158℃）とは別物で、一般則としては使えない。

結晶の大きさも手がかりになる。キラウエアで報告されている自然硫黄の結晶は長さ5〜15mmで、肉眼で十分見える［2］。無色の気体2種が、手で拾える黄色い固体になるわけだ。

では、黄色い結晶はいつも固体として現れるのか。出口では液体の硫黄が流れることもある。

硫黄いおうは、あつい ところでは とけて、水の ように ながれる ことが あります。

チリの ラスタリア火山かざんでは、とけた 硫黄いおうの ながれが 見つかりました［3］。いちばん ながい ながれは、でぐちから 12メートル ほどです。

北海道ほっかいどうの 旭岳あさひだけでも、硫黄いおうが 水蒸気すいじょうきと いっしょに とけて でて、岩いわの うえで かたまる、と せつめいされて います［5］。

硫黄の結晶は、いつも固体で出てくるわけではありません。純粋な硫黄はおよそ119℃で溶け、チリのラスタリア火山では124〜158℃の溶けた硫黄が噴気地帯で観察されました。最も長い流れは、源から12mほどです［3］。

日本でも、北海道の旭岳の噴気孔について、硫黄は水蒸気などと一緒に液体の形で出てきて、根もとの比較的冷たい岩の上で固まるという解説があります［5］。ただし、これは旭岳の例で、すべての噴気孔で液体が出るわけではありません。

USGSは、自然硫黄が固体として安定なのは約115℃未満のような比較的低い温度だと述べています［2］。結晶が育つ場所は、このくらいの温度まで冷えた地表ということになります。

溶けた硫黄は、温度や不純物によって色が変わることがあります。ラスタリア火山では、褐色から赤みを帯びた色合いは、温度の上昇ではなくヒ素などの不純物によるとみられる、と論文は述べています［3］。「熱すると赤くなる」とだけ覚えるのは、少し足りないようです。

固体の硫黄が安定なのは、USGSによれば約115℃未満の比較的低い温度である［2］。裏返すと、それ以上の高温の噴気孔では、硫黄は固体としては居られないことになる。純粋な硫黄は119℃で溶け、その粘りは159℃ごろまで下がり、160℃を超えると急に大きくなる。分子どうしがつながるためだと説明される［3］。ところが、硫黄の融点は結晶の形により約113〜119℃と幅があり、1つの数字だけを覚えるのは正しくない［6］。

実際の火山では、溶けた硫黄の流れが観察されている。ラスタリア火山では、124〜158℃の溶融硫黄が噴気地帯で見られ、最長の流れは源から12mに達した［3］。北海道の旭岳についても、硫黄が水蒸気などと一緒に液体で出て、噴気孔の根もとの冷たい岩の上で固まるという解説が国土交通省の多言語解説文データベースにある［5］。ただし、すべての噴気孔で液体が出るわけではない。

溶けた硫黄の色には、もう一つ注意点がある。USGSは約200℃付近で赤みを帯びると述べるが［2］、ラスタリアの論文は、褐色〜赤みの色合いが温度の上昇よりも、ヒ素などの不純物による可能性が高いと報告している［3］。つまり、色の変化は温度だけでは決まらないとみるのが妥当である。

結晶の形そのものも条件で変わる。硫黄はS8という8個の原子の環状分子が並んだ形が代表的で、斜方晶系は約95.5℃未満、単斜晶系はそれより高温で安定とされる［6］。こうして、同じ硫黄でも温度しだいで別の姿をとる。

では、これほど扱いにくい黄色い石を、人はなぜ山から掘り出したのだろうか。

北海道ほっかいどうの 弟子屈町てしかがちょうには、硫黄山いおうざんと いう 火山かざんが あります。せんごひゃく ほどの 噴気孔ふんきこう（ガスの でぐち）から、水蒸気すいじょうきが でて いる、と いわれます［4］。

あしもとには、黄色い 硫黄いおうの けっしょうが ひろがって います［4］。むかしの ひとたちは、これを ほって、くにの そとへ おくりました。

1887ねんには、硫黄いおうを はこぶために、北海道ほっかいどうで 2ばんめの てつどうが ひかれました［4］。黄色い 石は、それほど たいせつな たからでした。

北海道・弟子屈町の硫黄山（アトサヌプリ）は、約1,500の噴気孔から100℃を超える蒸気が出る活火山です。足元には黄色い硫黄の結晶が広がり、川湯温泉の源泉にもなっています［4］。

この山で硫黄の採掘が始まったのは、1877年（明治10年）です。掘った硫黄は、電気用品、マッチ、火薬、殺虫剤、紙などの原料として、当時の清国や米国へ輸出されました。そして1887年には、その輸送のために北海道で2番目の鉄道が敷かれ、1963年に閉山しました［4］。

黄色い結晶が、人に鉄道を敷かせたことになります。ただ、どんな会社や人がどう運営したのかは、この記事の資料には書かれていません。

旭岳でも、1940年代の数年間、火薬の原料として硫黄が掘られ、斜面には馬が引く小さな軌道があったと伝えられています［5］。

硫黄山（アトサヌプリ）は、北海道弟子屈町にある活火山で、約1,500の噴気孔から100℃を超える蒸気が出ている［4］。足元に黄色い硫黄の結晶が広がり、川湯温泉の源泉でもある。注意したいのは、噴気孔の数が解説文の概数だという点で、厳密な数ではない。

この山では、1877年（明治10年）に硫黄の採掘が始まった［4］。用途は、電気用品、マッチ、火薬、殺虫剤、紙などの原料で、清国や米国へ輸出された。需要があったから運ぶ手段が必要になり、1887年に北海道で2番目となる鉄道が敷かれた、と解説文は述べる［4］。採掘は1963年に閉山まで続いた。こうして硫黄山の硫黄は、長いあいだ産業の資源になった。

この資料で分かるのは、採掘と輸出、鉄道、閉山の概要までだ。硫黄山の産業史を調べるなら、国土交通省の解説文以外に、地元の資料館や自治体の資料にあたる必要がある。

北海道では、旭岳でも1940年代の数年間、火薬の原料として硫黄が採掘され、斜面に馬が引く小さな軌道があったという［5］。産業利用は硫黄山に限らなかった。

それなら、硫黄は今も火山から掘られているのだろうか。

硫黄いおうは、マッチや くすり、火薬かやくなどの ざいりょうに なります［6］。いまは、石油せきゆや ガスから とる ほうが おおく、火山かざんで ほる わりあいは ちいさく なって います［6］。

それでも、火山かざんの 二酸化硫黄にさんかいおうは だいじです。きしょうちょうは、たいようの 光ひかりを つかって、ガスが どれくらい でて いるか はかり、火山かざんの ようすを しらべて います［7］。

硫黄は、硫酸の原料やマッチ、火薬、ゴムの加硫、医薬品などに使われます［6］。ただ、現在の硫黄は石油や天然ガスから取り除いて得るものが中心で、火山で掘る比重は小さくなっています［6］。

それでも、火山の二酸化硫黄は大切な手がかりです。気象庁は、二酸化硫黄が太陽の散乱光のうち特定の波長の紫外線を吸収する性質を使い、放出量を離れた場所から測っています。これは、火山活動を評価する指標の一つになっています［7］。

硫黄は、硫酸の原料、火薬、マッチ、ゴムの加硫、医薬品などに用いられる［6］。ただ、現在の供給は石油や天然ガスの脱硫で得るものが中心で、火山の硫黄を掘る比重は小さい。

一方で、火山ガス中の二酸化硫黄は、観測の対象として重みを増している。気象庁は、二酸化硫黄が太陽散乱光の特定波長の紫外線を吸収する性質を使い、放出量を遠隔で測定して、火山活動の評価の指標にしている［7］。つまり、黄色い結晶の元になるガスは、産業の資源から、火山の様子を知る手がかりへと役目を変えた。

こうして、同じ二酸化硫黄が、反応の出発物質・資源・観測量という3つの顔を持つ。

紙と えんぴつを よういして、丸を かいて みましょう。「硫黄いおう」の まるは あか、「酸素さんそ」は あお、「水素すいそ」は 黄色に します。

ひだりに、硫黄いおうが 1こと 酸素さんそが 2こ、硫黄いおうが 2こと 水素すいそが 4こを かきます。みぎには、硫黄いおう3こと、酸素さんそ2こ・水素すいそ4こを かきます。かずは あって いるかな？

おうちの ひとと、うちに ある 北海道ほっかいどうの ちずで、硫黄山いおうざんの ばしょを さがして みましょう。

紙と鉛筆があれば、2章の式を自分で検算できます。左に SO2 が1個と H2S が2個、右に S が3個と H2O が2個。元素ごとに数を数えて、左右が合っているか確かめてみてください。同じ数になるのは、反応の前後で原子が増えも減りもしないからです。

もう一つの調べ方は、地図です。おうちの人と、家にある北海道の地図で、硫黄山（弟子屈町）と旭岳を探してみましょう。硫黄山で採掘が始まった1877年から鉄道が敷かれた1887年までは10年。この間に何が起きたのか、地元の資料館や自治体の資料を探すと、この記事に書けなかったことが見つかるかもしれません。

出典の一覧には、気象庁・USGS・国土交通省などの資料があります。USGSなど英語の資料は、図や写真が豊富なので、機会があれば眺めてみてください。

手を動かして確かめられるのは、反応式の原子数である。左辺 SO2＋2H2S は S が3、O が2、H が4、右辺 3S＋2H2O は S が3、O が2、H が4で一致する。この検算が、記事の「無色のガス2つから硫黄と水ができる」という主張の化学的な骨組みである。

さらに踏みこむなら、一次資料を読み比べることになる。USGSの「Volcano Watch」はキラウエアの硫黄の形を平易に説明し［2］、Frontiers in Earth Science 2023 のラスタリア火山の論文は、溶融硫黄の温度・粘性・色の条件を数値で示す［3］。日本の火山で同じ反応が主かどうかを知りたければ、気象庁や産業技術総合研究所の資料にあたるとよい。

硫黄山の採掘史は、解説文の概要にとどまる［4］。採掘主体の変遷や当時の暮らしを知りたいなら、地元の自治体や博物館の資料にあたるのがよい。