健康 2024-06-18 10:17

研究人员研究了Ciomadul火山,以了解长期休眠的火山是如何突然爆发的。他们在岩浆化学和矿物组成方面的发现为火山再激活和喷发预测提供了宝贵的见解,强调了不活跃火山的潜在危险。来源:SciTechDaily.com

即使在安静的休眠阶段,火山也会迅速活跃起来,它的爆发会对周围地区造成前所未有的威胁。

火山在休眠了数万年后还会爆发吗?如果是这样,又该如何解释呢?又是什么让火山爆发更危险,也就是爆炸性的?这些都是火山危险评估中的关键问题,也可以引起人们对似乎不活跃的火山的注意。即使在安静的休眠阶段,火山也会迅速活跃起来,它的爆发会对周围地区造成前所未有的威胁。匈牙利科学家的一项新研究有助于揭示火山爆发前的迹象。

来自ELTE Eötvös Loránd大学、地理与地球科学研究所和hunn - rene ELTE火山学研究小组的一个团队,与来自欧洲的其他科学家合作,研究了喀尔巴阡-潘诺尼亚地区最年轻的火山Ciomadul。

利用高分辨率综合矿物结构和化学成分数据,他们量化了岩浆演化条件,重建了次火山岩浆储层结构,识别了引发火山喷发的常驻晶体糊状和补给岩浆特征,并解释了上一个活跃期火山活动以爆发性为主的原因。

Ciomadul火山最近一次喷发的地点:圣安娜火山口。来源:István Fodor

西奥马杜:一座典型的长期休眠火山

此前,研究小组利用一种微小晶体锆石的U-Th-Pb-He年代学揭示了Ciomadul火山的喷发历史。该研究项目的负责人兼教授Szabolcs Harangi强调说:“在这座火山近百万年的生命中,曾经有过几次长期的休眠,但即使在数万年,有时甚至超过10万年的沉寂之后,火山又开始喷发了!”

最重要的火山活动发生在过去的16万年,在16万到9.5万年前,熔岩圆顶喷出,然后,在3万多年的休眠之后,喷发在5.6万年前重新开始。

ELTE的博士生芭芭拉·塞萨默正在研究最年轻的喷发产物:“与之前的活跃事件相比,它们是由更危险的爆炸性喷发形成的。所以,重要的是要知道喷发方式变化的原因是什么!”最后一次火山爆发发生在3万年前,从那以后,这座火山又处于休眠状态。

研究长时间休眠后Ciomadul第一次爆发事件的火山碎屑序列。图片来源:比安卡·纳姆斯梅特

石油勘探工作

火山活动形成的岩石中隐藏着火山爆发的成因和控制喷发样式的过程。这些可以通过对造岩矿物的详细研究来揭示。研究小组确定了浮石中所有矿物相的化学成分,通常从晶体核心到边缘都是高分辨率的,这些浮石形成于56至3万年前的火山爆发期间。

然后,他们严格评估了各种计算结晶温度、压力、氧化还原状态、熔体成分和熔体含水量的方法的结果,以量化岩浆条件,并约束这些晶体如何融入喷发的岩浆。这有助于揭示岩浆储层系统的结构,导致火山喷发的过程,并解释爆炸性喷发。

爆发的关键

这项岩石探测研究的关键是一种叫做角闪洞的矿物。“许多元素可以进入角闪孔的晶格,但元素的取代受到岩浆条件的强烈控制”Barbara cser 解释说。西奥马杜浮石中角闪孔的化学成分即使在单个样品中也表现出较大的变化。一些角闪石代表了8-12公里深处的低温、高结晶岩浆库,但大多数角闪石是由来自更深处的高温补给岩浆输送到这个浅层岩浆库的。

重建的Ciomadul火山下的岩浆储层系统,在最后一次喷发期间,从56000年到3万年前。图片来源:比安卡·纳姆斯梅特

Harangi指出:“与之前熔岩穹丘形成的喷发时期相比,这些新鲜补给的岩浆携带着具有独特成分的角闪洞,也就是说,这些岩浆略有不同,这可能是火山爆发的重要原因。”

“我们发现了几个角闪石,它们的化学成分在其他火山的火山岩中没有报道过,”作为这项研究的一个重要成果,csersamp补充说。他们将角闪洞解释为超含水岩浆的早期结晶阶段,这些富水补给岩浆可能在引发爆炸喷发中发挥了关键作用。

晶体最外层边缘和铁钛氧化物的组成提供了火山爆发前岩浆状况的信息。该研究的另一位主要作者、博士后研究员Máté szemer诈骗迪说:“当岩浆条件发生变化时,铁钛氧化物的组成在几天内达到平衡;它们表明喷发的岩浆温度在800-830摄氏度,并且被氧化了。”

的即时通讯Ciomadul火山的重要性

目前,Ciomadul火山没有重新苏醒的迹象。然而,这项研究也指出,如果有热的、含水的岩浆补给,再激活可以在几周或几个月内迅速发生。定量的火山岩石学研究对于重建次火山岩浆储层结构和岩浆储存条件具有重要意义,也可以帮助我们更好地预测喷发前信号。

“这项研究的新颖之处在于,它是在一座长期休眠的火山中进行的,因此,Ciomadul火山正受到越来越多的国际关注,”Szabolcs Harangi指出。这有助于强调,除了地球上大约1500座潜在的活火山外,长期休眠的火山也可能造成以前未被认识到的危险,特别是如果它们下面仍有融化的岩浆的话。

参考文献:“对Ciomadul(东喀尔巴阡山脉)56-30 ka爆发火山喷发前岩浆储存条件和岩浆演化的限制”,作者:Barbara cser , Máté szemer , Szabolcs Harangi, Saskia Erdmann, Olivier Bachmann, István Dunkl, Ioan Seghedi, Katalin Mészáros, Zoltán Kovács, Attila Virág, Theodoros Ntaflos, David Schiller, Kata Molnár和rsamuka Lukács, 2023年11月28日,矿物学和岩石学贡献。DOI: 10.1007 / s00410 - 023 - 02075 - z

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