姶良カルデラ（あいらカルデラ）は、鹿児島湾北部（湾奥）において直径約20kmの窪地を構成しているカルデラである。南九州のカルデラ群の一つで、加久藤カルデラと阿多カルデラの間に位置する。現在のカルデラを形成した姶良火砕噴火は、約3万年前と推定されている[1]。桜島火山のマグマ供給源とされる。
概要姶良カルデラの範囲と地形図

鹿児島湾と桜島を囲む巨大カルデラである。カルデラの中心は新島（燃島）付近。

1940年代に松本唯一が提唱したが、現在では単一のカルデラではなく、大崎カルデラ（北西部）、若尊カルデラ（北東部）[2]、浮津崎カルデラ（南東部）など複数のカルデラが複合したものと考えられている。全体が一度に形成されたものではなく、150万年前から活動があり[3]、少なくとも北側の一部分は80万年以上前から存在している形跡がある[4]。入戸火砕流と姶良Tn火山灰などを噴出した約3万年前の姶良大噴火でおおむね現在の形になり、約2.6万年前に後カルデラ火山の桜島火山が誕生した。また、淡水性生物化石が出土していることから、形成当初は淡水で満たされていたが、約1万年前の最終氷期以降の海面上昇とカルデラ南壁の崩壊により海水化したと考えられている。

現在もカルデラ内部にも噴気活動が観察される若尊などの海底火山や隼人三島（神造島）などの火山島が形成されている。

地下100kmのプレート境界で作られたマグマが上昇し、カルデラ中央部地下10kmにマグマだまりを形成している。

九州南部に広く分布するシラス層の起源を説明するため1930年代に姶良火山と呼ばれる大きな火山の存在が仮定されたが、その後の調査結果等から現在ではそのような仮定は必要ないとされている。ただし、姶良大噴火以前においてカルデラ北東部に淡水湖が存在していた形跡があり、何らかの隆起地形が存在していたとの説もある。

カルデラに隣接して鹿児島市や霧島市などの市街地が形成されている。カルデラ壁は鹿児島市竜ヶ水地区や垂水市牛根地区で急斜面となっており、大雨によってしばしばの土砂災害が発生している。
姶良火砕噴火

長岡ら(2001)によれば約2.9万年前[5]、Smith et al.(2013)によれば約3万年前[1]、大噴火が発生した。一連の噴火は総称して姶良火砕噴火と呼ばれる。

はじめに、現在の桜島付近で大規模なプリニー式噴火が発生し、軽石（大隅降下軽石）や火山灰が風下の大隅半島付近に降り積もった。この噴火では噴煙柱が複数回にわたって部分的に崩壊し、火砕流（垂水火砕流）が発生した[6]。このプリニー式噴火に引き続いて現在の若尊付近を噴出源として妻屋火砕流が発生した[7]。この火砕流堆積物と大隅降下軽石堆積物の上部と指交関係にあり、この二つの堆積物は時間間隙を置かない連続的な噴火と考えられる。妻屋火砕流は火山豆石を多量に含み、また堆積物は全て非溶結であることから、マグマ水蒸気噴火によって生じたと考えられる。

垂水火砕流堆積物や妻屋火砕流堆積物の上面にしばしば見られる軽微な侵食構造が見られる。これについては、入戸火砕流の噴出までにわずかな時間間隙（数ヶ月以内）があったとの説と、この侵食は入戸火砕流による侵食であり時間間隙は示さないとする説がある。

最後にカルデラ北東部の若尊付近から大量の流紋岩質マグマが火砕流（軽石流）として一度に噴出した。素材となったマグマは温度が770-780℃、圧力が1600-1900気圧であったと推定されている。この火砕流は入戸火砕流と呼ばれ、地表を走り九州南部に広がった。この火砕流堆積物は最大層厚は180mに及び、シラス台地を形成した。火砕流から巻き上げられた火砕物 (co-ignimbrite ash)は姶良Tn火山灰と呼ばれ、偏西風に流されて北東へ広がり、日本列島各地に降り積もった。関東地方で10cmの厚さの降灰があったとされる。現在の霧島市牧之原付近を中心とした地域の入戸火砕流堆積物最下部には、亀割坂角礫と呼ばれる岩塊が堆積しており、最大層厚は30m、中には直径2mの巨礫も含まれている。これは、噴火と同時にカルデラの陥没によって基盤岩が粉砕されて空中に放出され周辺に落下したものと考えられる。

噴出物の総量は見かけ体積で、大隅降下軽石が98km3・垂水火砕流が1-20km3・妻屋火砕流が13.3km3、入戸火砕流が500-600km3・姶良丹沢テフラが300km3推定されており、火山爆発指数は7から8となる[8][4]。
主な噴出物

姶良カルデラ周辺には、加久藤火砕流堆積物（0.34Ma）以前の1?0.5Ma頃の火砕流堆積物として、鹿児島市周辺の久木田・伊敷・花野・蒲ヶ原・磯・吉野、カルデラ北縁における国分層群の鍋倉・小浜・小田・吉田寺などが知られている[5][9]。これらの火砕流堆積物の噴出源は判明していないが、国分層群の鍋倉、小浜、小田では水中火砕流の噴出に伴い、大規模な陥没が発生した可能性が指摘されている[10]。その後0.5?0.1Maは活動が低調な期間が続き、0.1Ma以降再び活動が活発になった。

年代噴出物噴出量 (DRE km3)主な岩石噴火様式噴出源
99ka日本山降下スコリア0.01玄武岩質安山岩降下スコリア蒲生付近?
90.5ka金剛寺火砕サージ0.04デイサイトマグマ水蒸気噴火: 火砕サージ国分中央付近
90.5ka福山降下軽石24安山岩?流紋岩降下軽石若尊付近[11]