科學家發現大部分從深層上升的岩漿並沒有引起火山爆發

由瑞士日內瓦大學(UNIGE)領導的一個地質學家和地球物理學家小組回顧了有關導致火山爆發的內部和外部機制的文獻。通過分析深層火山過程和岩漿向地表傳播的熱力學,再加上岩漿化學,地質學家確定大部分從深層上升的岩漿實際上並沒有引起火山爆發。他們還表明,古老的火山往往噴發頻率更少,但會有更大和更危險的噴發。

他們的研究結果發表在《自然評論-地球與環境》上,將有助於完善火山過程的模型,以減少火山噴發對生活在活火山附近8億多人的影響。研究人員表示,岩漿是來自幾十公里深的熔融岩石,並上升到地球的表面,在其旅程中,岩漿可能被困在地殼內的岩漿庫中,在那裡它可能停滯數千年,並可能永遠不會爆發。

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研究發現,如果岩漿足夠流動,也就是說,如果它不包含太多的晶體,岩漿可以通過裂縫上升得非常快。如果岩漿的結晶超過50%,它就會變得過於粘稠,其向地表的行進就會停止。岩漿要發生噴發,必須同時滿足幾個條件。晶體含量低於50%的岩漿必須儲存在一個岩漿庫中,然後,這個岩漿庫必須被超壓。超壓可能是內部運動結果,如岩漿的重新注入或岩漿氣體的溶解,或者由於外部事件,如地震,它可能上升到噴發臨界值。最後,一旦壓力足以使岩漿開始上升,仍有許多障礙可以阻止岩漿噴發。

火山的年齡是一個主要障礙。當一座火山剛剛開始活躍時,它的儲量相當小(幾平方公里),周圍的地殼相對較冷,這導致了許多頻繁的、但小的和相當可預測的噴發。老火山的情況則不同,它們的儲層更大,周圍的岩石更熱。當新的岩漿被注入時,它不會產生很大的超壓,因為儲層周圍的岩石會變形,並且繼續增長。最終,大量岩漿的積累將導致大規模的噴發。此外,火山爆發警告信號非常難以發現,因為高溫降低了地震活動,而且氣體和岩漿之間的相互作用改變了它們的組成,使我們更難了解下面發生的事情。

目前科學家可以通過分析岩石中的鋯石來確定火山的年齡,使地質學家能夠了解火山的生命階段,目前全球有1500座活火山,每年大約有50座火山爆發。科學家希望他們的研究將有助於減少火山活動對我們社會的影響。

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