巨型火山場的「浴缸環」顯示了地下岩漿的運動

巨型火山場的「浴缸環」顯示了地下岩漿的運動

智利的拉古納德爾莫萊火山(Laguna del Maule)火山是一個巨大的、複雜的、爆炸性的景觀，奇怪的是，它缺乏在許多火山上看到的經典圓錐體，包括在6月3日噴發時殺死數百人的瓜地馬拉火山Fuego。

要了解在過去2萬年里發生過50次火山噴發的山頂地區是一項重大任務。但是，今天(6月27日)發表在《科學進展》(Science Advances)上的一項研究的出發點是非常簡單的:它是靜止的水在浴缸上留下的圓環。

就像古代湖泊的湖岸一樣，浴盆環在形成時必須是水平的。但是，正如威斯康星大學麥迪遜分校(University of Wisconsin-Madison)的地球科學教授布拉德?辛格(Brad Singer)多年前所注意到的那樣，莫雷的古老而高架的海岸線現在正從北部的一個低點向南部的一個高點傾斜。

莫雷火山位於一個在過去的百萬年里經歷過巨大噴發的地區，它是不穩定的。自2007年以來，衛星儀器測量了每年平均8英寸的上升量——這無疑是世界上最快、最長的火山上升量，這是該地區熔岩正在上升的明顯跡象。

辛格是一名火山學家，同時也是一名約會岩石專家。他目前領導著一項為期5年的國家科學基金項目，該項目將利用各種地質技術探索莫萊。該項目的兩個中心目標是理解為什麼會出現這種上升，以及它預示著什麼。

一般來說，火山學是一種後視鏡練習。在熔岩冷卻、火山灰沉降後的數月、數年，甚至5000萬年後，科學家們通過對岩石的化學成分、形狀和分布進行法醫鑒定，以了解火山遺址。在世界上最活躍的火山地區之一的拉古納德爾莫雷，辛格正試圖在下一次火山爆發前記錄條件和過程。

智利有80多座火山。莫雷火山和其他火山一起噴發出流紋岩，這是一種特別具有爆炸性的熔融岩石。流紋岩含有大量的水和二氧化碳，當岩漿接近地球表面時，當壓力下降時，這兩種物質都會迅速轉化為氣體。

知道岩漿上升到火山下面的一個水庫的速度和變化對未來火山爆發的疑問是至關重要的，但是從定義上說，對地下十幾英里的岩石性質的測量必須是間接的。

辛格說，我們的目標是「建立一種心理圖景，一種模型，用於在大爆發或「超級爆發」之前運作的機制。」

《科學進展》雜誌的這項研究使用了古代海岸線作為1萬年前該地區地貌的基線信息。那時候，流著流紋岩的熔岩堵塞了湖泊的出口，使水位下降了約200米，降到了現在的水位。

遺迹海岸線至少有60公里長，儘管大部分已經被熔岩流覆蓋。在四次實地考察中，辛格和他的同事們使用精確的GPS儀器在海岸線上的64個點上測量海拔高度。

他們發現，最高點在62米以上，這使得研究人員能夠計算出平均每年6毫米的上升速度。但是，如果目前在一段穩定時期後的快速上升是典型的，那麼在過去的10,000年左右的時間裡，可能會有多達16次的快速上升，平均每次50年。

然後，有關隆起的基線信息與地球震動、重力和電導率的數據結合在一起，以及對地表礦物(過去噴發的遺迹)的分析，以便更好地描繪出地質情況。

赫萊娜·勒·梅爾(Helene Le Mevel)是威斯康星大學麥迪遜分校(UW-Madison)的地質學博士，也是論文的合著者，她利用海岸線的翹曲來估計生長在湖南端之下的岩漿體的形狀、大小和深度。它的身體有7千米深，它的形狀有點像雞蛋。

由於天然熔岩壩爆發，湖水水位下降，研究人員計算出，13立方千米的岩漿流入了這個水庫，形成了隆起上覆火山區的岩漿體。

與此同時，又有9立方公里的岩漿噴發。

對上升速度和細節的清晰看法幫助Singer的團隊解決了火山學中的兩個緊迫問題:

在最大、最危險的火山上，流體起著什麼作用?火山上升可由上升的岩漿或加壓的液體或氣體引起。如果研究人員的結論是正確的，即隆起的時期與9400年的穩定時期交替出現，那麼岩漿一定已經冷卻成堅硬的岩石。否則，每次噴發都會導致流體和氣體逸出，導致通貨緊縮。

是什麼決定了岩漿庫是噴發還是凍結成一個巨大的、均勻的岩體，比如半穹窿(稱為深孔)?這兩種現象能同時發生在同一岩漿庫中嗎?辛格說:「在這裡，我們有證據表明，同樣的岩漿庫能夠維持這兩個過程。」「數千年來，岩漿庫在較淺的深度緩慢生長，有些已經凍結，但在同一時期，它也在噴發。」

至於Maule本身，在經歷了11個賽車年之後，上升的速度似乎正在放緩。這可能會降低近期爆發的可能性，這對智利人和生活在這片邊境線上的阿根廷人來說是個好消息。莫雷目前的警戒狀態在智利南部安第斯火山觀測站監測的40多座危險火山中處於較低水平。

但這還不是故事的結尾，辛格說。即使莫雷的岩漿侵入慢慢地停止，其他因素也可能引發火山爆發。

在過去的一個世紀里，智利是四個最強烈地震中的兩個。此外，辛格說，即使隆起率下降，沿著一個小的局部斷層發生的地震也能促進足夠的岩漿運動，從而引發莫雷火山的另一次噴發。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！