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(图)揭秘火山超级喷发:裂缝扩大致岩浆房破裂

大约200万年前,美国黄石国家公园的哈克贝利火山大规模喷发,规模相当于1980年华盛顿圣海伦火山喷发的2000倍 
 大约200万年前,美国黄石国家公园的哈克贝利火山大规模喷发,规模相当于1980年华盛顿圣海伦火山喷发的2000倍
哈克贝利火山曾喷发过几次,是历史上规模最大的火山喷发之一
哈克贝利火山曾喷发过几次,是历史上规模最大的火山喷发之一
苏门答腊岛托巴湖。超级火山喷发造成的影响远远超过最近的火山喷发,能够导致全球气候变化,让进入地球冰河时代,同时还会带来其他严重影响  
苏门答腊岛托巴湖。超级火山喷发造成的影响远远超过最近的火山喷发,能够导致全球气候变化,让进入地球冰河时代,同时还会带来其他严重影响
安第斯山脉中部。岩浆房需要一系列条件才能拥有足够大的规模,最终导致超级喷发
安第斯山脉中部。岩浆房需要一系列条件才能拥有足够大的规模,最终导致超级喷发

美国俄勒冈州大学的科学发现了火山“超级喷发”的原因,这种喷发是地球上最严重的自然灾难之一。他们指出大约每10万年出现一次的强烈火山喷发是火山内部温度和岩浆房外形共同作用下的结果。在明尼阿波利斯举行的美国地质学会年度会议上,科学家公布了他们的发现。

  研究论文主执笔人帕特里夏-格雷格表示,岩浆房周围出现的“岩石环”允许压力在数万年时间里不断积聚,导致岩浆房上方大幅隆起。上方出现的断裂最终导致塌陷,喷发随之发生。她说:“形象地说,这就像烤面包上形成的裂缝不断扩大。随着岩浆房深处的压力不断提高,表面形成的裂缝进一步加剧成拱作用,最终形成喷发。裂缝不断扩大并向下方的岩浆房扩散。如果是非常庞大的火山,裂缝能够向下延伸足够的深度,导致岩浆房破裂,顶部塌陷并形成喷发。”

  超级火山喷发造成的影响远远超过最近的火山喷发,能够导致全球气候变化,让进入地球冰河时代,同时还会带来其他严重影响。大约200万年前,美国黄石国家公园的哈克贝利火山大规模喷发,规模相当于1980年华盛顿圣海伦火山喷发的2000倍。格雷格说:“除了陨星撞击地球外,超级火山喷发是我们这颗星球面临的最可怕的环境灾难。喷发时,火山向外喷射大量物质,破坏环境,形成一个毒气云覆盖地球,这种情况可维持多年。”

  俄勒冈州大学地质学家、研究论文合著者沙纳卡-希尔瓦表示,此前的建模研究聚焦于岩浆房内部导致的火山喷发,科学家认为这种喷发留下明显的痕迹,以预兆性喷发沉积物的形式存在。但在对超级火山进行研究时,他们却很难发现预兆性喷发的物证。

  希尔瓦指出,电脑模型显示预兆性喷发可能并不存在的原因在于,引起喷发的因素来自岩浆房上部,而不是内部。他说:“绝大多数电脑模型并不考虑超级喷发的证据,而是简单地聚焦于历史上一些规模较小的喷发,将其放大到超级火山喷发。研究这些现象的科学家很久以前就知道这一点,这些喷发不能简单地放大成马札马火山或者喀拉喀托火山喷发。我们不能简单地进行线性放大,与此有关的证据已经非常清楚。”

  岩浆房需要一系列条件才能拥有足够大的规模,最终导致超级喷发,这也就是为什么历史上很少出现超级喷发。能够引发超级喷发的岩浆房体积达到1万至1.5万立方公里,岩浆房需要下方不断有岩浆流入,加热周围岩石,从而进一步扩大规模。这提高了展延性,允许岩浆房在没有岩浆以更传统方式流出情况下扩张。如果岩浆房规模较小,可能在达到最大压力前驱逐岩浆,频繁进行小规模喷发。

  黄石公园的哈克贝利火山曾喷发过几次,是历史上规模最大的火山喷发之一。其他一些超级火山座落于苏门答腊岛的托巴湖、安第斯山脉中部、新西兰和日本。格雷格表示,尽管历史上的黄石火山曾几次喷发,但近期内不可能出现超级喷发。目前,这座火山每天都在隆起,只是过程非常缓慢。她解释说:“黄石地面隆起的速度只能用毫米计算。到哈克贝利火山喷发时,整个黄石地区隆起的高度将达到数百米,甚至有可能达到1000米。”

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