火山岩浆(火山的秘密：休眠火山下竟然岩浆涌动)

圣安妮湖坐落在罗马尼亚乔玛杜尔火山的火山口。这座火山最后一次喷发是在3万年前。如今科学家想知道，在地表之下几公里的地方，正在酝酿着什么。

摄影：KÓSA ISTVÁN

撰文：MAYA WEI-HAAS

宁静的圣安妮湖周围郁郁葱葱，群山环绕，它坐落在古老的乔玛杜尔火山的火山口上。这座火山上一次喷发是在大约3万年前，那之后一直沉寂至今，人们纷纷猜测它不太可能再次喷发了。

但事实证明，这种平静只是表象。在地表之下几公里的地方，岩石已经达到了惊人的高温。最近发表于《地球与行星科学快报》的一项研究表明，地下可能涌动着20至58立方公里的岩浆，体积最多甚至超过2万座吉萨大金字塔。

需要澄清的是，这并不意味着未来一定会发生火山爆发。但这项研究引起了科学家的注意：那些沉寂了几万年的火山经常被忽视，而它们也会带来危险。

研究著者、法国克莱蒙特奥弗涅大学的Mickael Laumonier说：“我们优先研究活火山，这显然是因为它们具有显著的威胁性。但我们也不应该忘记其他相对较年轻的火山，因为它们同样会带来危险，需要我们去评估。”

通过比对地球物理和地球化学分析数据与数值模拟，研究人员得以一窥乔玛杜尔火山之下的情况，这或将帮助科学家更好地理解，随着时间推移，类似的火山系统发生的变化。

史密森尼全球火山计划的火山学家Janine Krippner没有参与此次研究，她说：“所有这些工作都很重要。”但她也提醒我们，想要弄清楚地表之下数公里的确切情况非常困难。

“我们并不是说情况一定是这样”她说：“不过大量数据表明，情况可能是这样。”

火焰永不灭

每时每刻，全球至少有20座火山在喷发。但潜在活跃的火山还要多得多，问题是如何找出它们。

像乔玛杜尔火山这种，在过去1万年时间里没有爆发过的火山通常被成为休眠火山。然而Krippner说，这样划分有点武断。

她表示，说到火山，“‘休眠’这个词很有问题。”一些火山，比如著名的黄石超级火山，在两次喷发之间，可能会沉寂数万年。

有迹象表明，如果下面有大量熔化的岩石在涌动，那么一座看似平静的火山也可能会爆发；过去的相关研究发现，乔玛杜尔火山可能正是这种情况。通过研究地震波穿过地面的方式，之前的研究人员找到一些岩浆库的迹象。通过调查地下电导率（这种特性受温度和岩石含水量等条件的影响），研究人员发现，地下4.8至27公里之间的区域更像是糊状物。

但目前还不清楚岩石是否真的熔化了，以及如果熔化了，岩浆量有多少。

晶体记录员

为了回答这些问题，Laumonier和同事首先把目光对准了这座火山过去喷发形成的岩石。火山之下的熔岩慢慢冷却并形成晶体，其中一些就像小小的矿物记录员，把自身形成时的条件都记录了下来。

例如，一种被称为闪石的矿物，在结晶过程中，其化学特性会随着温度和压力的改变而有所不同。研究人员在喷出的岩石中寻找这些晶体，从而了解这个古老的岩浆系统的情况。

研究团队把地球化学数据与已知的这个火山系统的规模相结合，进行了数值模拟，了解火山管道系统目前的状况。结果显示：火山下方的地壳平均有15%呈熔融状态，有些地方甚至高达45%。

研究团队还根据火山喷发后形成的岩石在不同温度、压力和含水量条件下的电导率，建立了一个模型，验证这一结果。这也解释了乔玛杜尔火山之下电导率的测量结果。

第二种方法得出了相似的结论，也就是说火山下方确实有20%至58%是熔融的。虽然乔玛杜尔火山的管道系统可以容纳大量岩浆，但按照现在地下的条件，很有可能产生更多的熔岩。

Laumonier说：“对于这种地球物理异常现象，没有别的解释。”

研究人员认为，如果一座火山含有超过45%的熔岩，就可能发生爆发。低于45%，那么“这个系统会被晶体锁住，火山不会喷发”，Michael Ackerson说道。他是位于华盛顿特区的史密森尼国家自然历史博物馆岩石和矿石馆的馆长。

因此，最新分析表明，乔玛杜尔火山可能会喷发，但也许可以避免。

糊状的管道

重要的是，这次研究还探讨了其他问题，例如地球深处的这类系统究竟是什么样子。

Ackerson说：“在我们的想象中，岩浆库是一个看上去很恐怖的、硕大而又炙热的岩浆团，藏在地壳中，随时可能喷发，杀死所有人。”

但越来越多的研究表明，事实并非如此。相反，岩浆库大部分时候都在地壳中安静地潜伏着。它们通常至少有一部分已结晶，形成一种糊状的、晶体比例不定的石头汤，足以熔化整个系统。这种比例会因火山的岩浆管道差异而大不相同。

关于乔玛杜尔火山，研究人员认为熔岩聚集在两个区域：一个是深度为4.8至17.7公里的上层区域，另一个是位于地面之下30公里的炙热岩浆库。两者可能由相互重叠的熔融物质组成，这些物质的温度和成分略有不同。目前我们还不清楚两个区域的连接情况，但新的岩浆地图提供了关于火山内部情况的重要信息。

Ackerson说：“这是全球岩浆情况的新数据点。作为特定时间点的特定火山，它将帮助我们进一步了解岩浆的形成和发展的过程。”

（译者：Sky4）

来源：国家地理中文网（官V）

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