冰岛火山喷发将持续数百年。它们将是科学发现的温床

知新了了 2024-08-02 15:58:46

经历一次火山喷发就是见证大自然的原始力量。如果你想亲眼看看,冰岛是一个很好的地方。自2021年以来,雷克雅内斯半岛附近的雷克雅未克(Reykjavík)附近发生了七次喷发。

最近的冰岛火山爆发,引起了地球科学家的注意。这些喷发帮助他们以难以置信的细节了解火山是如何运作的。科学家团队一直在从雷克雅内斯半岛喷发的熔岩中采集样本,并发现了一些有趣的结果。

他们的一项发现表明,第一次喷发的岩浆就聚集在岛的表面下,在那里它积累了能量,导致了壮观的喷发。最初的火山活动爆发使得更多的火山爆发更容易发生。

为什么冰岛被称为“火之国”?

冰岛这个岛国有时被称为“冰与火之国”。早期的定居者在雷克雅内斯半岛目睹了几次巨大的“火灾” —— 或火山爆发。

雷克雅内斯半岛大约800年来没有发生过火山活动,2021年3月19日,法格拉达尔山(Fagradalsfjall)火山咆哮着复活了。然后,在2022年和2023年,法格拉达尔山又发生了两次独立的火山事件。随后,在2023年和2024年,在Sundhnúkur裂缝系统以西又发生了四次喷发。

虽然,这些喷发提供了令人难以置信的奇观,但它们也有能力造成严重破坏。

最近的Sundhnúkur火山喷发威胁到了渔业小镇Grindavík、斯瓦岑吉的地热发电厂和冰岛最重要的旅游目的地:蓝色泻湖地热温泉。

熔岩在Grindavík的城镇范围内喷发,只有人造的护堤阻止了进一步的破坏。

是什么让冰岛的火山如此活跃?

冰岛是地球上一个独特的地方。它是淹没在大西洋中心的巨大火山链的一部分,冰岛暴露在海洋表面之上。

这个火山链被称为大西洋中脊,它在板块构造中起着至关重要的作用。

板块构造学描述了构成地壳的巨大而坚硬的板块是如何滑过、进入和跌破另一个板块的。它们的行为慢慢地重塑了地球表面。

在某些地方,板块碰撞形成了喜马拉雅山这样的山脉。在其他地方,一个板块滑到另一个板块下面,产生火山和地震,就像日本一样。

在大西洋中脊 —— 它延伸到南大西洋和北冰洋之间 —— 板块被拉开,岩浆得以喷涌而出。这些岩浆凝固成火山地壳,形成了构造板块的新部分。

地质学家还发现了一股由岩石物质组成的浮力热羽状物,从地球深处升起,与冰岛下方的中大西洋海脊相交。

这个羽流,以及大西洋中部和南部的其他几个类似的羽流,可能在2亿多年前引发了大西洋盆地的形成。

与大西洋中脊相关的板块构造和冰岛地下的热岩柱共同形成了冰岛的火山。

科学家们已经能够证明,雷克雅内斯半岛之前的火山喷发在时间和空间上都不是随机的。相反,它们发生在持续几个世纪的时期,并且沿着相同的火山带。

这些模式表明,这些火山时期发生在巨大的构造力撕裂雷克雅内斯半岛的时候。看起来,当板块均匀地分开时,沿雷克雅内斯脊段的火山活动随着时间的推移而变化。

是什么导致了火山喷发?

许多团体,包括在冰岛的科学团队,几乎每天都在收集喷发的熔岩。收集到的样本为火山喷发提供了重要的科学时间序列。

拍摄火山时间序列就像定期抽血来了解它们的身体状况。然而,在这种情况下,血液是炽热的熔岩。

另一个研究小组在2022年进行的一项初步研究表明,地幔 —— 地壳下的固体地质层 —— 正在融化,为冰岛的熔岩提供食物,熔岩的化学成分正在随着时间的推移而变化。

他们认为,这些变化与地幔在何时何地发生融化有关。

2024年7月,研究团队用一种灵敏的化学方法发表了一份更长的火山喷发熔岩时间序列,帮助我们了解了熔岩的成分和起源。

冰岛人赖以生存的玄武岩层深度约为9英里(15公里)。它是地壳的一部分。

位于地壳正下方的地幔是独特的 —— 它主要由橄榄石等矿物质组成,橄榄石是橄榄岩的一种。这些火山喷发的岩浆来自地幔橄榄岩。

研究团队使用的化学方法揭示了这些喷发的第一批岩浆来自地幔,但被困在地表下的岩浆库中长达一年之久。岩壁中的岩石融化成岩浆,我们可以在分析中看到它们的痕迹。

我们的研究还表明,岩浆从岩浆房中获得了水、二氧化碳和其他气体。这些水和气体使岩浆积聚了足够的压力,冲破地表,以熔岩的形式喷发。

地壳中的岩浆聚集会引发爆炸性喷发 —— 2021年冰岛或加那利群岛拉帕尔马火山爆发的开始可能需要这种聚集。

我们对未来的期望是什么?

历史告诉研究人员,这些喷发可能会持续很长时间。火山每隔几年就会周期性地喷发一次,持续几天到几个月,在未来的几百年里一直如此。

几代地质学家和火山学家可能会在冰岛建立自己的职业生涯,数百万的地质游客将体验到令人难忘的美丽喷发。

面对所有这些火山喷发,冰岛人将不得不适应。熔岩流会破坏基础设施,比如斯瓦岑吉地热发电厂,火山气体会造成健康问题。

Fagradalsfjall和Sundhnúkur火山喷发已经为科学家们提供了宝贵的数据,并深入了解了火山是如何运作的。

继续研究雷克雅内斯半岛的火山活动,将有助于科学家了解火山爆发的方式、时间和原因,并更好地管理与火山生活相关的危害。

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