1. 首頁 > 生活百科 > >

巖漿在火山下走了一條意想不到的路線

火山


巖漿在火山下走了一條意想不到的路線


研究人員使用地震數據繪制三維地震吸收圖，類似于CT掃描繪制人體圖 。資料來源：科學進展（2023） 。DOI:10.1126/sciadv.add2143
據美國物理學家組織網（by Caroline Brogan, Imperial College London）：倫敦帝國理工學院研究人員觀察到巖漿在火山下方走了一條意想不到的路線 ， 揭示了火山爆發背后的過程 。
這些發現是基于東加勒比地區一個構造板塊邊界的數據 。研究結果有助于我們理解火山爆發的類型和速度以及噴發巖漿的組成 。它們還可以幫助我們理解為什么一些火山比其他火山更活躍，以及為什么火山活動會隨時間而變化 。
當兩個巨大的構造板塊碰撞時，一個板塊會下沉或俯沖到另一個板塊之下，沖入地幔，釋放水分并融化 。當板塊摩擦在一起，熔化的物質上升形成巖漿時，這些俯沖帶導致了地球上一些最危險的地震和爆炸性火山爆發 。
然而 ， 人們對巖漿如何在地下形成以及是什么控制了上覆板塊頂部火山的確切位置仍知之甚少 。
現在，發表在《科學進展》雜志上的一項新研究表明，上升的巖漿最終噴發，并不總是通過最短、最直接的路徑到達地表火山 。
主要作者斯蒂芬·希克斯博士曾在帝國理工學院地球科學與工程系從事這項工作 ， 現在在UCL工作，他說：，“在這一備受爭議的主題中，科學觀點傳統上分為兩個部落 。一些人認為俯沖板塊主要控制著火山的位置，一些人認為上覆板塊起著最大的作用 。但在我們的研究中，我們表明，數億年來這兩種驅動力的相互作用是控制今天火山爆發地點的關鍵 ?！?br>在壓力下
俯沖的海洋板塊充當巨大的水庫 ， 將水輸送到地球深處 。這些流體通過在板塊誕生時形成的裂縫和斷層進入板塊，之后在地球深海海溝下方彎曲 。水被鎖定在裂縫中，并結合在板塊內的礦物中 。
當俯沖至10至100千米深時，俯沖板會受到高壓和高溫的影響 。這些極端條件會導致鎖住的水和其他揮發性元素被驅離 。這些流體會融化上面溫暖的地幔，是巖漿的關鍵成分，最終會在地球海洋邊緣的火山弧周圍爆發，如太平洋火環 。然而 ， 從俯沖板塊到火山弧，流體和熔體在地球深處的路徑既不能直接看到 ， 也不能從噴發物中輕易推斷 。
為了開展這項研究，研究人員使用地震數據繪制三維地震吸收圖，這與CT掃描繪制人體內部結構的方式類似 。當地震產生的地震能量通過不同的材料傳播時，波要么減速 ， 要么加速 。隨著這些速度的變化，波浪的能量也隨之消散 。高溫和熔融的巖石特別衰減：當地震波穿過巖石時，它會從地震波中釋放能量 。
該團隊通過使用海底地震儀建立精確的地下3D圖像，從東加勒比的一個俯沖帶收集了地震數據，該俯沖帶形成了小安的列斯群島的火山島 。
不同尋常的是，這項研究發現，深度地震衰減最強的區域從火山下方側向偏移 。這些圖像使作者得出結論 ， 水一旦從俯沖板塊排出，就會被進一步向下攜帶，導致火山前緣后面的地幔熔化 。熔化物隨后聚集在覆蓋板塊的底部，然后很可能被輸送回火山弧 。
這項研究的合著者、也是帝國理工學院地球科學與工程系的Saskia Goes教授說：，“我們對流體和熔體路徑的了解傳統上集中在太平洋周圍的俯沖帶上 。我們決定研究大西洋的俯沖，因為那里的海洋板塊形成得更慢，伴隨著更多的斷層作用 ， 而且俯沖速度也比太平洋慢 。我們認為 ， 這些更極端的條件會使流體和熔體的路徑更容易成像 。”使用地震波 。
“我們的發現為我們提供了火山噴發背后過程的重要線索，并有助于我們更好地了解火山下方巖漿儲層的形成和補充位置 ?！?br>這篇發表的論文來自英國、美國、德國和特立尼達的科學家之間的國際合作 。
Hicks等人的“板塊到后弧到?。捍┕“駁牧興谷旱合路降蒯Ｐǖ牧魈搴腿厶迓肪丁庇?023年2月1日發表在《科學進展》雜志上 。