2021年法格拉達(dá)爾火山噴發(fā)（圖片來自冰島大學(xué)Kristinn Ingvarsson）。施普林格·自然 供圖
中新網(wǎng)北京9月15日電 (記者 孫自法)國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》最新發(fā)表的兩篇地球科學(xué)論文，研究人員揭示了他們在2021年冰島法格拉達(dá)爾火山噴發(fā)前和噴發(fā)中觀測到的令人意外的地震活動(dòng)和巖漿運(yùn)動(dòng)，這項(xiàng)研究結(jié)果對于人們理解引起該次火山噴發(fā)的過程以及未來對火山活動(dòng)的監(jiān)測具有重要意義。
法格拉達(dá)爾火山位于雷克雅內(nèi)斯半島，離冰島首都雷克雅未克約40公里。過去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，之前已經(jīng)有約800年的休眠期，噴發(fā)前數(shù)周地震活動(dòng)和地表變形都有所增強(qiáng)，但這些活動(dòng)在噴發(fā)前幾天卻異乎尋常地減弱。該次噴發(fā)一開始的巖漿流速很低，熔巖流也很少，但到4月底時(shí)，可觀測到巖漿流速加快，伴隨很高的熔巖噴泉。理解火山噴發(fā)的前兆以及噴發(fā)中的過程，對于做出能挽救生命和保護(hù)基建的預(yù)警非常重要。
第一篇論文中，冰島大學(xué)弗雷斯泰恩·西格蒙德森(Freysteinn Sigmundsson)、冰島氣象局米歇爾·帕克斯(Michelle Parks)和同事研究了冰島法格拉達(dá)爾火山2021年這次噴發(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)前幾天又觀測到了變形和地震的減弱。
他們認(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)和地表變形減弱或說明該過程暫時(shí)結(jié)束，巖漿即將噴發(fā)。同時(shí)，他們的研究結(jié)果表明在預(yù)測火山噴發(fā)時(shí)，需要考慮火山過程、構(gòu)造應(yīng)力、地殼結(jié)構(gòu)之間的相互作用。
在另一篇論文中，冰島大學(xué)薩蒙杜爾·哈爾多森(S?mundur Halldórsson)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，熔巖主要來自這個(gè)殼幔界面附近，但在接下來的幾周里，熔巖組成發(fā)生了變化，提示其來自更深處產(chǎn)生的巖漿。
他們的研究結(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)上混合。這說明巖漿體的實(shí)時(shí)形成速度很快。論文作者表示，以上結(jié)果是對這一深度的玄武質(zhì)巖漿系統(tǒng)的一些首次直接觀測，或能增進(jìn)我們對這類火山的認(rèn)識(shí)。(完)