科学家成功捕捉到两个构造板分离处一英里高火山喷发从破裂、膨胀到振动的整个详细过程。华盛顿大学本周发表的研究表明了2015年春季火山爆发期间的表现,揭示了两个海洋板块分离处火山行为的新线索。
文章首席作者、华盛顿大学海洋学教授William Wilcock表示,新的网络使我们能够更为详细地看到故障所在,以及喷发期间的活跃点。这篇发表在《科学》杂志上,是同期一起发表的三篇研究报告之一,首次正式分析了2015年4月俄勒冈海岸火山喷发期间产生的地震振动、海底运动和岩石构造。该研究对破坏性动力学行为有了全新的理解,可以应用于世界各地的其他火山。
本研究基于美国国家科学基金会(NSF)资助项目 “the Cabled Array”收集的数据,该项目将电力和互联网带到了海底。在爆发前几个月建成的这个天文台,提供了新的工具来了解地球火山活动的测试地点之一。
研究资助者、NSF海洋科学部主任Rick Murray指出,在过去的20年间,阿克塞海底火山至少已经喷发了三次。海底观测计划项目科学家使用的仪器正好给了我们新的机会来了解这个火山的内部运作,以及许多环境中触发火山喷发的机制。这些信息将帮助我们预测全球活火山的行为。
研究表明,阿克塞海底火山前两次喷发时熔岩都是朝着矩形火山口的南面倾泻,最近的一次爆发则在北方产生了熔岩。地震分析表明,喷发之前的运动形成了向外下沉的环形断层,然后便出现了一个新的裂缝或堤坝,最初沿着火山口东部墙下的同一个向外下沉断层。以前,科学家通过“沙箱模型”预测向外下沉的断层,本次研究则通过最详细的观察肯定了它们的确在自然界中发生。新的裂缝沿着平面向南移动,直到它到达2011年火山爆发的北极限。
最近喷发过的地区压力已经缓解,所以裂缝停止向南,然后开始向北。地震证据表明,裂缝沿着火山口的东部边缘向北延伸,然后熔岩穿透地壳表面并在里面爆发,然后又在火山口的东北外缘喷发。
随后,堤坝或裂缝开始向西移动,并沿着火山口北部的一条线到达火山北部约9英里(15公里)处,途中还伴有数千个小喷发。根据火山喷发和岩浆房缩减的时间来看,在北端曾有两次大的喷发,持续了将近一个月。
火山活动贯穿了整个五月,然后熔岩停止流动,地震振动关闭。在一个月之内,地震下降到每天只有20次。此后火山便不再开始产生更多的地震,因为它需要逐渐重建为另一次喷发,通常间隔十年左右。研究人员表示,以阿克塞海底火山为中心设计建立的观测站将运行至少25年。电缆阵列为研究火山活动提供了新的机会,以协助我们真正了解这些系统的工作原理,这仅仅只是个开始。
(於维樱 编译)