火山口由“糊狀”儲(chǔ)層而不是熔融巖漿房提供

火山不是由大洞穴中形成的熔融巖漿提供的。它發(fā)現(xiàn)了一項(xiàng)新的研究，推翻了關(guān)于火山爆發(fā)的經(jīng)典觀點(diǎn)。

相反，這項(xiàng)研究表明，火山是由所謂的“糊狀儲(chǔ)層”提供的——大部分是固體晶體區(qū)域，晶體之間的小空間里有巖漿。

我們對(duì)火山過(guò)程的理解，包括那些導(dǎo)致最大規(guī)模火山爆發(fā)的過(guò)程，是基于巖漿儲(chǔ)存在充滿液體的“巖漿”室中的事實(shí)——大型地下洞穴充滿了液體巖漿。然而，這些從未被觀察到。

倫敦大學(xué)和布里斯托爾大學(xué)的研究人員今天在《自然》雜志上發(fā)表的新研究表明，巖漿房的基本假設(shè)需要重新思考。

第一作者，來(lái)自帝國(guó)地球科學(xué)與工程系的馬修杰克遜教授說(shuō)：“我們現(xiàn)在需要再次研究噴發(fā)是如何以及為什么從油藏中發(fā)生的。我們可以利用我們的研究成果，了解火山噴發(fā)對(duì)公共安全的影響，以及與火山系統(tǒng)相關(guān)的金屬礦床的形成?！?

為了噴發(fā)，火山需要一個(gè)巖漿源——熔融的液態(tài)巖石——含有相對(duì)較少的固體晶體。傳統(tǒng)上，這種巖漿被認(rèn)為是在一個(gè)叫做巖漿房的大型地下洞穴中形成和儲(chǔ)存的。

最近對(duì)巖漿化學(xué)的研究挑戰(zhàn)了這一觀點(diǎn)，這導(dǎo)致了糊狀儲(chǔ)層模型的建議，其中較小的巖漿庫(kù)位于固體晶體之間的小間隙中。然而，糊狀儲(chǔ)層模型不能解釋含有相對(duì)較少晶體的巖漿是如何產(chǎn)生并輸送到火山使其在表面噴發(fā)的。

現(xiàn)在，通過(guò)對(duì)糊狀油藏的復(fù)雜建模，研究團(tuán)隊(duì)提出了解決方案。在糊狀油藏的情況下，巖漿的密度低于晶體的密度，導(dǎo)致它通過(guò)它們之間的空間上升。

當(dāng)它上升時(shí)，巖漿與晶體發(fā)生反應(yīng)，熔化并導(dǎo)致巖漿的局部區(qū)域含有相對(duì)較少的晶體。正是這些巖漿增加的短暫區(qū)域可能導(dǎo)致火山爆發(fā)。

合著者、布里斯托爾大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院的斯蒂芬斯帕克斯教授說(shuō)：“關(guān)于火山的一個(gè)重要謎團(tuán)是，它們被認(rèn)為是在大熔巖室下面。然而，這樣的巖漿房很難找到。

“帝國(guó)和布里斯托爾的地質(zhì)學(xué)家提出的新觀點(diǎn)是，熔巖是在大多數(shù)結(jié)晶的熱巖石中形成的，大多數(shù)時(shí)候是在巖石的小孔中，而不是在大型巖漿房中。但巖石熔體被緩慢擠壓形成熔池，然后可以噴出或形成一個(gè)短的巖漿房。”

除了火山爆發(fā)的開始，新的糊狀儲(chǔ)層模型可以幫助解釋火山系統(tǒng)中的其他現(xiàn)象，例如巖漿的化學(xué)成分是如何演變的，以及有多少古老的晶體可以從年輕的巖漿中噴出。

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