足球即时比分 火山晶体让我们对岩浆有了新的认识

岩浆主
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新西兰火山喷发中沉积的锆石晶体记录了更冷的火山历史 比预期的。图片来源:卡里·库珀
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忘掉那滚烫的红色斑点吧。岩浆室是化学和物理复杂的结构 新证据表明气温可能比预期要低。 

火山学家对浅层火山口内正在发生的事情有了新的认识 位于活火山下方的岩浆库,他们正在寻找一个更冷、更温暖的地方 根据 6 月 16 日发表在《科学》杂志上的新研究,其地位比之前想象的要稳固 期刊科学(DOI:10.1126/science.aam8720)。这是关于火山如何运作的新观点,并且最终可能 帮助火山学家更好地了解火山何时构成最大风险。

查德·迪林 (Chad Deering),足球比赛结果地质学助理教授, 是帮助领导新西兰北岛实地研究的合著者之一。 该团队从塔拉威拉山山坡周围的火山岩中提取了锆石矿物, 1314 年卡哈罗阿火山喷发期间沉积,这是新西兰最大的火山喷发 在上个千年。 

“形成岩浆体需要很长时间,”迪林说。 “但这可能不是 一直处于可爆发状态。”

塔拉威拉卡哈罗阿火山喷发形成的块状和火山灰流沉积物。这是本研究对卡哈罗阿喷发流纹岩进行采样的几个地点之一。用于秤的岩锤。图片来源:卡里·库珀
塔拉威拉卡哈罗阿火山喷发形成的块状和火山灰流沉积物。这是一个 为此对卡哈罗阿喷发的流纹岩进行了采样的几个地点 研究。用于秤的岩锤。图片来源:卡里·库珀

他补充说,正在进行的研究表明,大量岩浆,尤其是硅质岩浆 完全冻结成花岗岩或达到富含熔体的状态并在 大喷发——更像是糊状,而不是纯粹的液体。卡哈罗阿锆石处于接触状态 与液体,它们的晶体记录了长时间冷却的历史 间断的加热期使岩浆处于可喷发状态。

岩浆黑匣子

直接研究岩浆是很困难的。即使在火山遗址,它也位于火山口以下数英里处。 地球表面,虽然地质学家偶尔会意外钻入岩浆 或者设计,热量和压力会毁掉任何你可以尝试放入其中的仪器。

相反,Deering 与来自纽约大学的通讯作者 Kari Cooper 一起 加州戴维斯和他们的同事研究了锆石中记录的化学日志 来自塔拉威拉山的水晶。卡哈罗阿喷发的规模大约是火山的五倍。 1980 年,圣海伦斯发现了锆石,该锆石已暴露于大部分记录中 岩浆储层历史中的温度和化学变化。一旦浮出水面, 过去的记录被冻结在原地。

晶体就像一个“黑匣子”飞行记录器,用于研究火山喷发, 库珀说。 “晶体可以告诉我们,而不是试图拼凑残骸 我们知道他们在地表以下时发生了什么,包括跑到一个 喷发。”

通过研究七个锆石晶体中的痕量成分,他们可以确定何时 晶体最初形成以及它们在岩浆库中的寿命有多长 他们暴露在高温(超过700摄氏度)下。晶体提供信息 关于他们居住的岩浆库部分的状态。

研究人员发现,除了一颗晶体之外,这七颗晶体中的所有晶体都至少有数十个 已有数千年历史,但仅花费了一小部分(不到大约四年) %)暴露于熔融岩浆。

雪锥不是熔湖

库珀说,出现的画面并不是一团主要是液态熔融物的沸腾物质 岩石而不是雪锥之类的东西:大部分是固体和结晶,有少量液体 渗透其中。

要引发喷发,必须熔化一定量的固态结晶岩浆 并可能通过与储存在储层其他地方的较热液体相互作用来动员。 喷发前的岩浆可能从储层的不同部分吸取物质, 在地质年代里,它发生得非常快——几十年到几个世纪。这意味着 或许可以识别出喷发风险最高的火山 通过寻找岩浆流动性最强的地方。

团队对微小的锆石晶体(大约是人类头发丝的两倍宽度)进行了成像,并使用离子微探针 (SHRIMP-RG) 分析了化学成分。图片来源:艾莉森·鲁宾
团队对微小的锆石晶体进行了成像,这些晶体大约是人类细发的两倍宽,并进行了分析 使用离子微探针 (SHRIMP-RG) 进行化学分析。 图片来源:艾莉森·鲁宾

有趣的是,所有研究的晶体在塔拉威拉山的岩浆中都没有熔化 大约 25,000 年前发生的一次巨大喷发形成了水库 在700年前的一次小规模喷发中被吹灭。这表明岩浆流动 一定是一个复杂的过程。

“要了解火山喷发,我们需要能够破译火山信号 在火山爆发之前给我们提供信息,”国家国家实验室项目主任詹妮弗·韦德 (Jennifer Wade) 说道。 科学基金会地球科学部资助了这项研究。  “这个 研究将时钟备份到喷发前的时间并使用晶体中的信号 了解岩浆何时从储存状态转变为喷发状态。”

论文的共同作者是:加州大学戴维斯分校的 Allison Rubin;克里斯蒂·蒂尔和梅特雷伊 玻色,亚利桑那州立大学;亚当·肯特,俄勒冈州立大学;菲德尔科斯塔,南阳 新加坡科技大学;达伦·格拉夫利和吉姆·科尔,坎特伯雷大学, 新西兰基督城。

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