一項新的研究發(fā)現(xiàn)，火山不是由在“大房間”里形成的熔融巖漿供給，這推翻了關(guān)于火山爆發(fā)的經(jīng)典觀點。相反，這項研究表明，火山是由所謂的“泥漿儲層”提供能量的——這些儲層大多是固體晶體，晶體之間的小空隙中含有巖漿。

我們對火山過程的理解，包括那些導(dǎo)致最大規(guī)模噴發(fā)的過程，都是基于巖漿儲存在充滿液體的“巖漿”室中——充滿液體巖漿的大型地下洞穴。然而，這些從未被觀察到。倫敦帝國理工學(xué)院(Imperial College London)和布里斯托爾大學(xué)(University of Bristol)的研究人員最近在《自然》(Nature)上發(fā)表的這項研究表明，巖漿房的基本假設(shè)需要重新思考。

博科園-科學(xué)科普：研究報告的第一作者、帝國理工學(xué)院地球科學(xué)與工程系的馬修·杰克遜教授說：我們現(xiàn)在需要再次研究火山噴發(fā)是如何發(fā)生，以及為什么會發(fā)生，可以將我們的研究結(jié)果應(yīng)用于了解火山噴發(fā)對公眾安全的影響，以及了解與火山系統(tǒng)有關(guān)的金屬礦床的形成。為了噴發(fā)，火山需要一種巖漿來源——熔化的液態(tài)巖石——含有相對較少的固體晶體。傳統(tǒng)上，這些巖漿被認(rèn)為是在一個叫做巖漿室的地下洞穴中形成和儲存的。最近的巖漿化學(xué)研究對這一觀點提出了挑戰(zhàn)，導(dǎo)致了mush油藏模型的提出，即更小的巖漿池位于固體晶體之間的小縫隙中。

然而mush儲層模型無法解釋含有相對較少晶體的巖漿是如何產(chǎn)生并被運送到火山表面噴發(fā)。現(xiàn)在通過對mush油藏的復(fù)雜建模，研究小組提出了一個解決方案。在mush油藏的情況下，巖漿的密度小于晶體，導(dǎo)致巖漿通過它們之間的空隙上升。當(dāng)巖漿上升時，它與晶體發(fā)生反應(yīng)，熔化晶體，導(dǎo)致局部地區(qū)含有晶體較少的巖漿，正是這些短期內(nèi)巖漿增多的地區(qū)會導(dǎo)致火山爆發(fā)。來自布里斯托爾大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院的合著者斯蒂芬·斯帕克斯教授說：火山的一大神秘之處在于，人們認(rèn)為它們是由大量熔融巖石構(gòu)成的洞穴構(gòu)成。

然而，這樣的巖漿房很難找到，帝國理工學(xué)院和布里斯托爾大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家們提出的新觀點是：熔融巖石形成于晶體狀的熱巖石中，大部分時間都在巖石內(nèi)部的小孔隙中，而不是在大型巖漿室中。然而，巖石熔體被緩慢擠壓，形成熔池，然后噴發(fā)或形成短暫的巖漿房。除了火山噴發(fā)的開始，新的mush儲集層模型還可以幫助解釋火山系統(tǒng)中的其他現(xiàn)象，例如巖漿化學(xué)成分如何演化，以及年輕巖漿內(nèi)部可以噴發(fā)出多少古老的晶體。

博科園-科學(xué)科普｜參考期刊文獻(xiàn):《Nature》

研究/來自：倫敦帝國理工學(xué)院

DOI: 10.1038/s41586-018-0746-2

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