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研究發現水能決定岩漿深度,有助更準確模擬火山活動


近期發表在《Science》期刊的研究發現,對最常見的火山類型來說,含水量較高的岩漿往往存在地殼較深處。這發現可能使專家能更準確預測火山爆發。

論文共同作者火山學家Dan Rasmussen說,這項研究將岩漿儲存深度與水連起來,這很重要,因水某種程度會引發和推動火山噴發。他解釋,隨著水溶於火山下岩漿,如果壓力突然降低,就像搖晃的蘇打水瓶蓋突然打開,形成氣泡,這些氣泡導致岩漿上升並噴出火山,類似蘇打水從瓶口噴出,岩漿含更多水,意味更多氣泡和更劇烈噴發的可能。

火山弧(Volcanic arc)是這項研究主要探討的火山類型,火山弧為鏈狀火山群,形成於隱沒板塊上,是地球數量最多的火山。如阿留申群島發現的火山,成為提高預測能力的最明顯研究目標。

研究人員採集阿留申火山灰的橄欖石晶體研究。地底這些橄欖石晶體有時會在形成時包住微量岩漿。火山噴發時,會將這些橄欖石晶體送到地表,岩漿冷卻後形成玻璃結晶,分析化學成分便能估算岩漿含水量。

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至於含水量多寡如何決定岩漿儲存深度?作者認為,水與岩漿混合後會形成氣泡,當岩漿通過地殼上升時,開始脫氣(degas),岩漿變得更黏稠,導致岩漿上升速度減慢至停止,相較不含水的岩漿更能停於地殼更深處。此時岩漿被迫在仍有浮力的深度停止,這種情況可能提供額外浮力,以便噴發期間將岩漿帶到地表。

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