黃石火山巨大威力來自何處？科學家：或源於600公里深異常地質結構

位於美國黃石國家公園下方的黃石超級火山在210萬年、130萬年和64萬年前曾三次劇烈噴發，當今美國領土的一半幾乎都被火山灰所覆蓋。威力最大的一次噴出物總量甚至達到2500立方米——是聖海倫火山的10,000倍；毀滅龐貝城的維蘇威火山的833倍；引發大海嘯的喀拉喀托火山的125倍；人類歷史上最猛烈的火山噴發——坦博拉火山的17倍！

實際上，黃石公園地下沉睡的超級火山屬於蛇河平原-黃石熱點的一部分。長期以來，科學家傾向於認為黃石超級火山的岩漿和夏威夷的基拉韋厄火山類似，都來源於地球深處的地幔柱。

地幔柱理論認為，地核超高溫度導致地核和地幔交界處的物質溫度上升，密度下降。熱柱在地幔中垂直上升，最後一頭撞上堅硬的岩石圈，在漂移的地殼板塊下打出一連串熱點。串珠狀分布的夏威夷-皇帝火山島鏈就是數千萬年間地幔柱周期性噴發的結果。

之前科學家認為，分布在俄勒岡、愛達荷和懷俄明等地的黃石高原上獨特的火山熱點軌跡就是地幔柱的傑作。但美國地質調查局的地震波監測數據顯示，黃石公園地下深處並不存在地幔柱的蹤影，意味著超級火山的能量並非來自於深源岩漿。

最近，美國弗吉尼亞理工大學地球科學系副教授，華裔科學家周瑩通過衍射層析成像技術揭示，3000萬年前沉入北美大陸下方的古代海洋板塊破碎後造成的地幔擾動或許是黃石火山生成的真正原因。

藉助「地球透鏡計劃（Earthscope project）」的美國觀測台陣項目(USArray)收集的數據，研究人員發現，黃石高原地下450千米至600千米地下深處存在一個不連續分布的地幔異常過渡區域。計算機模擬顯示，3000萬年前，巨大的古代海洋板塊——法拉倫板塊沉入當今北美大陸的下方並分裂為數個較小的板塊。1600萬年，其中一塊從地幔的俯衝擴張中心脫落，帶動周圍的停滯板塊一同下沉。反極性俯衝造成下地幔的熾熱岩漿湧起並沿富含水的地幔過渡帶一路上升，最終生成一連串地質年齡有明顯定向性的火山熱點。

周教授表示，這一研究雖然無法預測黃石火山下一次爆發的時間，但可以使我們一窺地底深處的異常結構，為分析黃石火山熱點和熔岩管道的作用機制提供新的視角。

該研究發佈於2018年5月份的《自然·地球科學》期刊。

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