根据夏威夷大学马诺阿分校地球科学家的最新研究，距离夏威夷大岛南岸大约20英里的夏威夷海底火山卡玛艾胡阿卡纳洛亚（原名洛艾希海山）在过去的一个半世纪里至少经历了五次喷发。科学家们首次估算出了卡马艾胡火山最近一次喷发的年龄，以及这座火山另外八次古老喷发的年龄，可以追溯到近2000年前。他们的研究结果最近发表在《地质学》（Geology）杂志上。

卡马湖火山熔岩的海底图像，年轻的新鲜熔岩（上图）与被沉积物覆盖的老熔岩（下图）形成鲜明对比。图片来源：底部的两张图片由 JAMSTEC 提供。

夏威夷火山被认为经历了一系列的生长阶段。卡马艾胡火山目前处于最早的海底"前盾牌"生长阶段，而邻近的活火山基劳埃阿火山则处于主要的盾牌形成阶段。

该研究的第一作者、夏威夷大学马诺阿分校海洋与地球科学和技术学院地球科学系副教授亚伦-皮特鲁斯卡（Aaron Pietruszka）说："卡马艾胡火山是夏威夷前盾牌火山中唯一活跃且暴露在外的例子。在其他夏威夷火山上，火山历史的早期部分被盾牌阶段出现的大量熔岩喷涌所覆盖。因此，人们对了解卡马玉湖的生长和演变非常感兴趣"。

在此之前，唯一已知并得到证实的卡马艾胡火山喷发发生在 1996 年，之所以发现这一事件，是因为当时恰逢大岛上的地震仪远程探测到大群地震。

皮特鲁什卡说："地震仪只能用来探测海底火山正在进行的活火山喷发，因为地震是瞬时的。为了确定卡马耶胡火山较早喷发的年龄，我们采取了不同的方法。我们使用质谱仪测量了淬火玻璃熔岩碎片中微量的同位素镭-226，这些熔岩是用潜水器从卡马耶胡的海底露头取样的。"

岩浆中天然含有镭-226，它的放射性衰变速度是可预测的。因此，Pietruzska 和合著者利用每个样本中的镭-226 含量来推断熔岩在海底喷发的大致时间，即样本的喷发年龄。

多年前，Pietruszka 在卡内基科学研究所担任博士后研究员时开始了这项研究，当时他刚刚从 SOEST 获得地球科学博士学位。2019年，他一回到马诺阿大学，就获得了卡马湖周围的潜水器潜水视频和照片，并掌握了完成连接点所需的信息。

Pietruszka说："潜水器潜水图像和视频为我们估计的喷发年龄提供了独立的证实。外观最新鲜的熔岩也含有最多的镭-226，反之亦然，外观较'老'的熔岩，即断裂、破碎和/或被海洋沉积物覆盖的熔岩，也含有最多的镭-226。我惊讶地发现，卡马湖火山在过去约 150 年内喷发过五次，这意味着该火山的喷发频率相隔约 30 年。这比基劳埃阿火山的喷发频率要慢得多，基劳埃阿火山的喷发几乎是持续不断的（偶尔会暂停几年）"。

夏威夷火山喷发出的熔岩的化学成分会随着时间的推移而发生变化。卡马伊胡火山熔岩的新喷发年龄以及熔岩化学成分的测量结果表明，这座盾前火山熔岩化学成分变化的时间尺度约为 1200 年。相比之下，基劳埃火山熔岩化学变化的时间尺度仅为几年到几十年，一个完整的周期约为200年。

Pietruszka说："我们认为，这种差异的根源与两座火山在夏威夷热点上的位置有关。这是地球地幔向地表上升的一个区域--"地幔羽流"，最终熔化形成岩浆，供应夏威夷火山。钍-230的模型和其他同位素数据表明，地幔柱中心的上升速度应该快于其边缘。我们的研究结果--特别是卡马湖熔岩化学变化的时间尺度延长了六倍--独立地证实了这一观点"。

研究小组希望更好地了解夏威夷火山从最初的生长阶段到完全成熟（经常活跃）的过程，以帮助他们了解在夏威夷热点下神秘的上涌地幔羽流中引发火山爆发的深层控制因素。