兩個(gè)獨(dú)立科學(xué)家團(tuán)隊(duì)報(bào)道了在2021年冰島法格拉達(dá)爾火山噴發(fā)前和噴發(fā)中，觀測(cè)到的令人意外的地震活動(dòng)和巖漿運(yùn)動(dòng)。研究結(jié)果對(duì)于人們理解此次火山噴發(fā)的過(guò)程以及未來(lái)對(duì)火山活動(dòng)的監(jiān)測(cè)具有重要意義。相關(guān)研究結(jié)果近日發(fā)表于《自然》。

法格拉達(dá)爾火山位于雷克雅內(nèi)斯半島，距冰島首都雷克雅未克約40公里。過(guò)去3000年里，雷克雅內(nèi)斯半島的火山活動(dòng)特征為200～300年的噴發(fā)期，間以800～1000年的休眠期。

2021年的噴發(fā)始于3月19日，之前該火山已經(jīng)有約800年的休眠期。這次噴發(fā)一開(kāi)始巖漿流速很低，熔巖流也很少，但到4月底時(shí)，可觀測(cè)到巖漿流速加快，伴隨很高的熔巖噴泉。理解火山噴發(fā)的前兆以及噴發(fā)過(guò)程，對(duì)于作出能挽救生命和保護(hù)基建的預(yù)警非常重要。

冰島大學(xué)的Freysteinn Sigmundsson、冰島氣象局的Michelle Parks和同事研究了這次噴發(fā)的前兆。在許多火山噴發(fā)前，隨著巖漿沖向地表，地面位移速度和地震數(shù)量都會(huì)增加。雖然2021年冰島火山噴發(fā)最早在2月24日至3月中旬就出現(xiàn)了地震活動(dòng)和地表變形的增強(qiáng)，但在噴發(fā)前幾天觀測(cè)到了變形和地震的減弱。

研究人員認(rèn)為，由于地表板塊的運(yùn)動(dòng)，噴發(fā)前的力量會(huì)儲(chǔ)存在地殼中。而在噴發(fā)前，這些力量會(huì)隨巖漿進(jìn)入地殼而釋放，后續(xù)的地震活動(dòng)和地表變形減弱可能說(shuō)明該過(guò)程暫時(shí)結(jié)束，巖漿即將噴發(fā)。研究結(jié)果表明，在預(yù)測(cè)火山噴發(fā)時(shí)，需要考慮火山過(guò)程、構(gòu)造應(yīng)力、地殼結(jié)構(gòu)之間的相互作用。

在另一項(xiàng)研究中，冰島大學(xué)的Samundur Halldorsson和同事研究了噴發(fā)后50天里噴出的熔巖。這些分析揭示了巖漿直接來(lái)自地殼和地幔界面(近莫霍界面)。他們指出，噴出的熔巖會(huì)隨時(shí)間變化;噴發(fā)起始階段，熔巖主要來(lái)自這個(gè)殼幔界面附近，但在接下來(lái)的幾周里，熔巖組成發(fā)生了變化，提示其來(lái)自更深處的巖漿。

研究結(jié)果表明，近莫霍界面的巖漿儲(chǔ)存區(qū)是一個(gè)動(dòng)態(tài)性極強(qiáng)的環(huán)境，巖漿會(huì)在極短的時(shí)間尺度(幾天到幾周)內(nèi)混合。這說(shuō)明巖漿體的實(shí)時(shí)形成速度很快。作者表示，以上結(jié)果是對(duì)這一深度的玄武質(zhì)巖漿系統(tǒng)的首次直接觀測(cè)，或能增進(jìn)人們對(duì)這類火山的認(rèn)識(shí)。(馮維維)

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