火山的秘密：休眠火山下竟然岩漿涌動！

聖安妮湖坐落在羅馬尼亞喬瑪杜爾火山的火山口。這座火山最後一次噴發是在3萬年前。如今科學家想知道，在地表之下幾公里的地方，正在醞釀著什麼。

攝影：KóSA ISTVáN

撰文：MAYA WEI-HAAS

寧靜的聖安妮湖周圍鬱鬱蔥蔥，群山環繞，它坐落在古老的喬瑪杜爾火山的火山口上。這座火山上一次噴發是在大約3萬年前，那之後一直沉寂至今，人們紛紛猜測它不太可能再次噴發了。

但事實證明，這種平靜只是表象。在地表之下幾公里的地方，岩石已經達到了驚人的高溫。最近發表於《地球與行星科學快報》的一項研究表明，地下可能涌動著20至58立方公里的岩漿，體積最多甚至超過2萬座吉薩大金字塔。

需要澄清的是，這並不意味著未來一定會發生火山爆發。但這項研究引起了科學家的注意：那些沉寂了幾萬年的火山經常被忽視，而它們也會帶來危險。

研究著者、法國克萊蒙特奧弗涅大學的Mickael Laumonier說：「我們優先研究活火山，這顯然是因為它們具有顯著的威脅性。但我們也不應該忘記其他相對較年輕的火山，因為它們同樣會帶來危險，需要我們去評估。」

通過比對地球物理和地球化學分析數據與數值模擬，研究人員得以一窺喬瑪杜爾火山之下的情況，這或將幫助科學家更好地理解，隨著時間推移，類似的火山系統發生的變化。

史密森尼全球火山計劃的火山學家Janine Krippner沒有參與此次研究，她說：「所有這些工作都很重要。」但她也提醒我們，想要弄清楚地表之下數公里的確切情況非常困難。

「我們並不是說情況一定是這樣」她說：「不過大量數據表明，情況可能是這樣。」

火焰永不滅

每時每刻，全球至少有20座火山在噴發。但潛在活躍的火山還要多得多，問題是如何找出它們。

像喬瑪杜爾火山這種，在過去1萬年時間裡沒有爆發過的火山通常被成為休眠火山。然而Krippner說，這樣劃分有點武斷。

她表示，說到火山，「『休眠』這個詞很有問題。」一些火山，比如著名的黃石超級火山，在兩次噴發之間，可能會沉寂數萬年。

有跡象表明，如果下面有大量熔化的岩石在涌動，那麼一座看似平靜的火山也可能會爆發；過去的相關研究發現，喬瑪杜爾火山可能正是這種情況。通過研究地震波穿過地面的方式，之前的研究人員找到一些岩漿庫的跡象。通過調查地下電導率（這種特性受溫度和岩石含水量等條件的影響），研究人員發現，地下4.8至27公里之間的區域更像是糊狀物。

但目前還不清楚岩石是否真的熔化了，以及如果熔化了，岩漿量有多少。

晶體記錄員

為了回答這些問題，Laumonier和同事首先把目光對準了這座火山過去噴發形成的岩石。火山之下的熔岩慢慢冷卻並形成晶體，其中一些就像小小的礦物記錄員，把自身形成時的條件都記錄了下來。

例如，一種被稱為閃石的礦物，在結晶過程中，其化學特性會隨著溫度和壓力的改變而有所不同。研究人員在噴出的岩石中尋找這些晶體，從而了解這個古老的岩漿系統的情況。

研究團隊把地球化學數據與已知的這個火山系統的規模相結合，進行了數值模擬，了解火山管道系統目前的狀況。結果顯示：火山下方的地殼平均有15%呈熔融狀態，有些地方甚至高達45%。

研究團隊還根據火山噴發後形成的岩石在不同溫度、壓力和含水量條件下的電導率，建立了一個模型，驗證這一結果。這也解釋了喬瑪杜爾火山之下電導率的測量結果。

第二種方法得出了相似的結論，也就是說火山下方確實有20%至58%是熔融的。雖然喬瑪杜爾火山的管道系統可以容納大量岩漿，但按照現在地下的條件，很有可能產生更多的熔岩。

Laumonier說：「對於這種地球物理異常現象，沒有別的解釋。」

研究人員認為，如果一座火山含有超過45%的熔岩，就可能發生爆發。低於45%，那麼「這個系統會被晶體鎖住，火山不會噴發」，Michael Ackerson說道。他是位於華盛頓特區的史密森尼國家自然歷史博物館岩石和礦石館的館長。

因此，最新分析表明，喬瑪杜爾火山可能會噴發，但也許可以避免。

糊狀的管道

重要的是，這次研究還探討了其他問題，例如地球深處的這類系統究竟是什麼樣子。

Ackerson說：「在我們的想像中，岩漿庫是一個看上去很恐怖的、碩大而又炙熱的岩漿團，藏在地殼中，隨時可能噴發，殺死所有人。」

但越來越多的研究表明，事實並非如此。相反，岩漿庫大部分時候都在地殼中安靜地潛伏著。它們通常至少有一部分已結晶，形成一種糊狀的、晶體比例不定的石頭湯，足以熔化整個系統。這種比例會因火山的岩漿管道差異而大不相同。

關於喬瑪杜爾火山，研究人員認為熔岩聚集在兩個區域：一個是深度為4.8至17.7公里的上層區域，另一個是位於地面之下30公里的炙熱岩漿庫。兩者可能由相互重疊的熔融物質組成，這些物質的溫度和成分略有不同。目前我們還不清楚兩個區域的連接情況，但新的岩漿地圖提供了關於火山內部情況的重要信息。

Ackerson說：「這是全球岩漿情況的新數據點。作為特定時間點的特定火山，它將幫助我們進一步了解岩漿的形成和發展的過程。」

（譯者：Sky4）

來源：國家地理中文網（官V）

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