Question

深层次的温度变化会导致火山喷发

Answer 1

汤加火山喷发的惊人力量震惊了世界，但这座水下火山实际上喷发的事实对地球科学家来说并不令人惊讶，他们使用卫星数据来研究地球表面深处的温度变化。

据报道，匈牙利汤加-匈牙利哈阿派火山1月份的灾难性喷发，是地球上30年来有记录以来最大的一次喷发。

它把一缕火山灰冲上天空，让岛国汤加笼罩在火山灰中，远至阿拉斯加都能听到音爆的声音，海啸的海浪横扫太平洋。

虽然汤加火山喷发威力很大，但时间很短，去年西班牙加那利岛拉帕尔马岛上的坎布雷·维贾火山喷发的爆炸性较小，但持续了近三个月。

虽然不同，但最近的这两次喷发都提醒我们，大自然是多么具有破坏性。

更好地理解发生在我们脚下深处的自然过程可能会使预测喷发的可能性更近一些。

汤加火山下的冷热。

这是欧空局 社会 科学3D地球项目的目标之一，在该项目中，一个国际地球科学家小组联手开发了一种最先进的全球岩石圈模型，用来描述地球脆性地壳、上地幔顶部和400公里以下的岩石圈下地幔。

该模型结合了不同的卫星数据，如来自欧空局GOCE的重力数据，与现场观测(主要是地震层析成像)相结合。

在他们显示地球上地幔温度或热结构差异的模型中，研究人员可以看到这些火山将在某个时候喷发。

然而，准确预测这种情况将在何时发生则更为困难。

马德里康普伦斯大学的Javier Fullea说：“我们的模型使用了现场断层摄影和GOCE卫星重力数据，显示了亚速尔群岛羽流的一个分支。

从地表到400公里深的上地幔底部都能看到它。

羽流向东南方向流向马德拉和加那利群岛，环绕着北大西洋非洲边缘下寒冷的地幔。

“放眼全球，我们看到匈牙利汤加火山位于一个弧后盆地，由汤加板块俯冲而成。

弧后火山与冷板滑入地幔时被地幔熔化有关。“

拉帕尔马火山下方不断上升的热量。

来自英国剑桥大学的Sergei Lebedev补充说：“从这样的模型和地震层析成像中，我们看到了从加那利群岛下面深处升起的结构。

这些异常反映了上升到地球表面的热物质，被称为热点或羽流，是地表火山的持续来源。

“匈牙利汤加-匈牙利哈阿派火山的起源是不同的。

它是汤加-克尔马德克弧的一部分，太平洋构造板块的边缘潜入澳大利亚板块之下。

在这里，我们的图像显示了俯冲的太平洋板块上方的一层水合的、部分熔融的岩石层，它为弧形火山提供了养分。“

但是这些热异常是从哪里来的呢？

答案隐藏在更深的地方，深度约为2800公里，并与核幔边界的结构有关：大-低地震速度省(LLSVP)。

这些大陆大小的突出结构似乎对地表的行为有很大影响。

挪威地球演化动力学中心的克林特·康拉德说：“地幔中的流动与主要的羽流位置之间存在联系，地幔中的对流单元驱动着板块构造。

沿着核-地幔边界的流动将羽流物质推向LLSVP，形成了羽流。

在模型中，这种流动是由围绕两个LLSVP的下流板驱动的。

例如，加那利群岛就位于非洲LLSVP的边缘之上。“

然而，LLSVP的确切来源和建立仍然令人费解。

在最近的4D地球科学会议上，讨论了使用卫星数据和地震学模型的替代概念和想法，这有望在不久的将来导致对地球内部进行更详细的研究。

组织者之一、德尔夫特大学(TU Delft)的巴特·鲁特(Bart Root)总结道：“显然，需要一种多学科的方法，将不同类型的卫星数据与地震学数据以共同的方式结合起来，研究地球深部的确切结构。”