即使处于安静的休眠期，火山也会迅速变得活跃，它的喷发会对周围地区造成未知的威胁。研究人员对西奥马杜尔火山进行了研究，以了解沉睡已久的火山是如何突然喷发的。他们对岩浆的化学和矿物成分的研究结果为火山再活化和喷发预报提供了宝贵的见解，凸显了不活跃火山的潜在危险。

火山会在休眠数万年后爆发吗？如果是，如何解释？是什么使火山爆发变得更加危险，即具有爆炸性？这些都是火山危险评估中的关键问题，也会引起人们对看似不活跃的火山的关注。即使在安静的休眠期，火山也会迅速变得活跃，其喷发会对周围地区造成之前未知的威胁。匈牙利科学家的新研究有助于揭示这种火山爆发前的征兆。

来自匈牙利罗兰大学地理与地球科学研究所和 HUN-REN-ELTE 火山学研究小组的团队与欧洲其他科学家合作，对喀尔巴阡山-潘诺尼亚地区最年轻的火山 Ciomadul 进行了研究。

他们利用高分辨率的矿物纹理和化学成分综合数据，量化了岩浆演化的条件，重建了火山下岩浆库的结构，确定了引发火山爆发的驻留晶泥和补给岩浆的特征，并解释了最后一个活跃期的火山活动以爆炸为主的原因。

西奥马杜尔火山最近一次喷发的地点：圣安娜火山口。图片来源：István Fodor

西奥马杜尔： 典型的长期休眠火山

研究小组之前利用一种微小晶体--锆石--的 U-Th-Pb-He 地球年代学揭示了西奥马杜尔火山的喷发历史。该研究项目的负责人、教授 Szabolcs Harangi 强调说："在这座火山近百万年的生命中，曾有过几次长时间的休眠期，但即使在休眠了数万年，有时甚至超过 10 万年之后，火山喷发又开始了！"

最重要的火山活动发生在最近的 16 万年前，熔岩穹丘挤出发生在 16 万年前到 9.5 万年前，然后经过 3 万多年的休眠，火山喷发在 5.6 万年前重新开始。

罗兰大学的博士生 Barbara Cserép 正在研究最年轻的喷发产物： 她说："与之前的活跃期相比，它们是由更危险、更具爆炸性的喷发形成的。因此，了解这种喷发方式变化的原因非常重要！"最后一次火山喷发发生在 3 万年前，自那以后，火山又进入了休眠状态。"

研究西奥马杜尔火山长期休眠后首次爆炸性喷发的火成碎屑序列。图片来源：Bianca Németh

火山喷发的起因和控制喷发方式的过程隐藏在火山活动期间形成的岩石中。通过对形成岩石的矿物进行详细研究，可以揭示这些原因。研究小组测定了 56 至 30000 年前火山爆发期间形成的浮石中所有矿物相的化学成分，通常是从晶体核心到边缘的高分辨率测定。

然后，他们对各种计算结晶温度、压力、氧化还原状态、熔体成分和熔体含水量的方法的结果进行了严格评估，以量化岩浆条件，并确定这些晶体是如何融入喷发的岩浆中的。这有助于揭示岩浆储层系统的结构、导致喷发的过程以及爆炸性喷发的原因。

爆炸性喷发的关键

这项石油侦探研究的关键人物是一种名为闪石的矿物。Barbara Cserép 解释说："许多元素都可以进入闪石的晶格，但元素的置换受到岩浆条件的强烈控制。Ciomadul 浮岩中闪石的化学成分即使在单一样本中也有很大差异。一些闪石代表了 8-12 千米深处的低温、高结晶岩浆储层，但大部分闪石是被来自更深处的高温补给岩浆搬运到这个浅层岩浆储层的。"

在距今 5.6 万年至 3 万年前的最后一次喷发期，重建的西奥马杜尔火山下的岩浆库系统。图片来源：Bianca Németh

"与上一次形成熔岩穹顶的喷发期相比，这些新鲜的补给岩浆带有成分独特的闪石，也就是说，这些岩浆略有不同，这可能是喷发成为爆炸性火山的重要原因。"Cserép 补充说："我们发现了几种闪石，其化学成分在其他火山的火山岩中没有报道过。他们将这种闪石解释为超水岩浆的早期结晶阶段，这些富含水的补给岩浆可能在引发爆炸性喷发中起到了关键作用。"

晶体最外缘和铁钛氧化物的成分提供了有关爆发前岩浆状况的信息。该研究的另一位主要作者、博士后研究员马特-塞梅雷迪（Máté Szemerédi）说："当岩浆条件发生变化时，铁钛氧化物的成分会在几天内达到平衡；它们表明，喷发的岩浆温度在800-830摄氏度，并且被氧化了。"

目前，西奥马杜尔火山还没有苏醒的迹象。不过，这项研究也指出，如果有炽热的含水岩浆补给，重新活化可能会在几周或几个月内迅速发生。定量火山岩石学研究对于重建火山下岩浆储层结构和岩浆储存条件非常重要，这也有助于我们进行火山爆发预报，更好地了解火山爆发前的信号。

Szabolcs Harangi 指出："这项研究的新颖之处在于它是在一座长期休眠的火山上进行的，因此，西奥马杜尔火山正受到越来越多的国际关注。这有助于强调，除了地球上 1500 座左右的潜在活火山外，长期休眠的火山也可能造成以前未曾认识到的危险，尤其是如果火山下仍有含熔岩浆的话。"

编译自：ScitechDaily