根据不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia)的最新研究表明:古老的水下多次火山喷发遗留在海底的物质有助于更好地了解母火山喷发的规模、危害和气候影响。陆上和海底环境中火山沉积物的结构可以用来定量研究火山爆发的动力学,包括喷口来源和环境条件,这项研究还提供了喷发强度、喷流高度以及与阶地沉积物有关的沉积波频率和振幅的最小值。有助于人们预测这些形成破火山口的喷发过程中危险的演变,并了解类似事件对气候的影响非常小。这项研究成果发表在《Nature Geoscience》杂志上。
大约3600年前,爱琴海南部一座半淹没火山的爆发摧毁了圣托里尼岛,向大气中注入了灰烬、岩石和气体,并在海底阶地上沉积了数公里的沉积物。这场灾难性的火山爆发传统上都与气候的突然变化有关。但最近的水下火山爆发对气候的轻微影响,如2022年的Hunga Tonga Hunga Ha’apai火山爆发,使这一理论受到质疑。
在大规模火山喷发过程中,火山喷发柱以火山灰、岩石和气体的喷流形式穿过浅海,上升数十公里进入大气层。但这些物质究竟是如何被输送到海面或地面的,目前尚不清楚。为了解决海底火山喷发与气候的关系,研究人员分析了圣托里尼火山口周围的同心阶地,这些阶地历史上被称为米诺安火山喷发。他们发现,阶地宽度随着与喷口距离的增加而减小。为验证浅层海底喷发期间,火山喷流周围周期性坍塌的沉积波是否会在影响水面的地方传播,研究人员将粒子注入浅水层,以模拟米诺斯海底喷发。实验证明,浅水喷发引起的波可以撞击并在海面传播,产生海啸,也可以冲刷海底,这取决于喷发强度和水深。阶地沉积物记录了喷发过程、沉积波的大小以及它们如何与水和海底相互作用。
这项研究影响将指导下一代水火山气候模型的研究。(李亚清 编译)