来自深海的古火山线索:大规模水下喷发的危害和气候影响

来自深海的古火山线索:大规模水下喷发的危害和气候影响这场灾难性的喷发,以及其他类似的喷发,传统上都与气候的突然转变有关。但是最近的水下火山爆发,如2022年的HungaTonga-HungaHa'apai火山爆发,对气候的影响不大,使这一理论受到怀疑。现在,一项对圣托里尼古火山沉积物的多年研究正在解开这些形成大规模火山口的喷发的本质,并为未来的喷发如何影响地球的气候提供新的线索。半淹没式火山喷发留下的梯田沉积物是一种指纹,概述了喷发期间发生的事情,沉积波的大小,以及波与水和海底的互动。在大规模喷发期间,火山喷发柱作为火山灰、岩石和气体的喷射物穿过浅海,上升到几十公里的大气中。但是,这些材料究竟是如何以及有多少被送到海面或地面的,仍然不清楚。不列颠哥伦比亚大学(UBC)研究员JohanGilchrist博士说:"我们已经证明了空中和水下环境中的火山沉积物的结构可以用来定量地约束那里发生的喷发的动态,包括喷口来源和环境条件,"该研究发表在《自然-地球科学》上,他是主要作者之一。"该研究还提供了关于喷发强度、喷射高度以及与阶梯状沉积物相关的沉积波的频率和大小的关键下限。这将帮助我们预测这些形成火山口的喷发过程中的危害演变,并理解类似事件对气候的影响小得令人惊讶"。与UBC地球和行星科学家MarkJellinek博士一起,Gilchrist博士分析了留在圣托里尼火山口周围的同心梯田--历史上被称为米诺斯火山爆发。他们发现,梯田的宽度随着与喷口距离的增加而减少,并向破火山口壁倾斜,这与其他梯田的破火山口沉积物一致。靠近破火山口壁的梯田也比那些在纯粹的海底或空中喷发的破火山口中发现的梯田宽得多。在浅水海底喷发期间,沉积波在火山喷流周围周期性地塌陷,在那里影响到水面。为了验证这一假设,研究人员将颗粒注入浅水层,以模仿海底米诺斯火山喷发的情况。实验证明,由浅水喷发引起的下降的沉积波可以在海面上冲击和扩散,形成海啸,也可以冲刷海底,这取决于喷发强度和水深。阶梯状的沉积物留下了一个指纹,概述了喷发期间发生的事情,沉积波的大小,以及它们如何与水和海底互动。Jellinek博士说:"这项研究发现的局限性将指导下一代水火山气候模型,旨在了解像HungaTonga-HungaHa'apaii--以及地质记录中最大和最令人印象深刻的火山现象的质量分割特性如何将其对气候变化的影响降至最低。"没有参与这项研究的梅西大学的火山学家GertLube博士补充说:"就三个海底破火山口形成的喷发而言,这项研究首次提供了矿床结构和母体喷发条件之间的直接关系。这项研究的结果是耐人寻味的,可能会扩展到非海洋的、形成火山口的和较小的喷发事件。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354229.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1354229.htm

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日本科学家确定7300年前发生的破纪录的火山喷发除了熔岩之外,火山还会喷出大量浮石、灰烬和气体,形成快速流动的气流,即"火成碎屑流",其沉积物是研究过去火山爆发的宝贵数据来源。对于陆地上的火山,地质学家非常了解火成碎屑流的沉积机制,但沉积物本身很容易因侵蚀而消失。另一方面,对于海洋岛屿上或海岸附近的火山来说,火成碎屑流的沉积过程在很大程度上还不清楚,这一方面是因为与水的相互作用不太清楚,另一方面是因为很难获得可靠的数据,因此数据稀少。由于这些原因,很难估计过去许多火山爆发对气候和历史的影响。人们对巨型破火山口喷发和火山物质沉积过程了解不多,因此也难以估计其规模。神户大学的研究人员利用地震反射勘测来观察沉积结构,并对收集到的沉积物样本进行分析,从而获得了有关喷出物的分布、体积和运输机制的重要信息。资料来源:ShimizuSatoshi研究考察和结果以SEAMANobukazu和ShimizuSatoshi为核心的神户大学研究小组乘坐神户大学拥有的培训船"深海丸"(FukaeMaru,后被新造的"海神丸"取代)出海,在日本九州岛南海岸附近的纪海火山口周围进行了地震成像和沉积物取样。地震反射数据的出色细节揭示了沉积结构,垂直分辨率达3米,深度达海底以下数百米。萨摩硫磺岛是纪海火山口边缘的一部分。资料来源:ShimizuSatoshi清水解释说:"由于沉积在海中的火山喷出物保存完好,它们记录了火山爆发时的大量信息。通过使用针对这一目标进行优化的地震反射勘测,并对收集到的沉积物进行鉴定,我们能够获得有关喷出物的分布、体积和迁移机制的重要信息。地球科学家在《火山学和地热研究杂志》上发表的文章中报告说,7300年前的一次火山爆发喷射出大量火山产物(火山灰、浮石等),沉积在火山爆发点周围4500多平方公里的区域内。这次火山爆发的浓岩当量体积在133至183立方公里之间,是科学界已知的全新世(上个冰河时期结束后地球最近11700年的历史)期间发生的最大一次火山爆发。神户大学的地球科学家报告说,这次喷发喷出了133到183立方千米的浓岩当量火山产物(火山灰、浮石等),沉降在喷发地点周围4500多平方公里的区域内,使这次事件成为全新世以来发生的最大一次火山喷发。资料来源:ShimizuSatoshi见解和影响在分析过程中,研究小组证实,海底沉积物和附近岛屿上的沉积物具有相同的来源,从它们在喷发地点周围的分布情况,他们可以明确火成碎屑流与水之间的相互作用。他们注意到,岩浆流的水下部分甚至在上坡时也能传播很远的距离。他们的发现使人们对难以捉摸的火山巨型事件动态有了新的认识,这可能有助于确定其他事件的遗迹以及估计其规模。以SEAMANobukazu为核心的神户大学研究小组乘坐神户大学拥有的训练船"深江丸"(FukaeMaru,后被新造的"海神丸"取代)出海,在日本九州岛南海岸附近的纪海火山口周围进行了地震成像和沉积物取样。资料来源:神户大学Seama解释说:"大型火山喷发(如现代文明尚未经历的火山喷发)依赖于沉积记录,但由于许多沉积在陆地上的火山喷出物已因侵蚀而消失,因此很难高精度地估算喷发量。但巨型破火山口喷发是地球科学中的一个重要现象,而且由于我们还知道它们影响了全球气候,进而影响了过去的人类历史,因此了解这一现象也具有重要的社会意义。有鉴于此,我们不禁想到,造成一个与现代首都大小相当的火山口的事件,实际上是人类遍布全球以来最大的火山事件。"编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426237.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1426237.htm

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新研究发现当前地质时代最大火山爆发事件而作为新记录保持者的Kikai-Akahoya火山,淹没于日本九州岛附近海域,在这个破火山口之上是名为硫磺岛的火山岛。此前,地质学家和考古学家的研究表明,Kikai-Akahoya火山爆发给附近岛屿上的人类带来了毁灭性灾难。通过对火山灰沉积物的分析,研究人员认为,这次火山爆发是当前地质时代最大的火山爆发事件之一。然而,由于难以深入海底破火山口、火山爆发后形成其他火山口,难以触及海底的火山沉积物,使得火山爆发的起源和规模难以确定。现在,日本神户大学的NobukazuSeama和同事计算出,Kikai-Akahoya火山喷发在水下产生的岩石和火山灰体积约为70立方千米,远超之前的想象。相关研究近日发表于《火山与地热研究杂志》。该研究指出,如果将日本陆上沉积火山岩也算进去,那么,火山喷发的物质总体积达300多立方千米,相当于北美最大的高山湖泊——太浩湖水体的两倍。但这仍逊于约7.4万年前印度尼西亚多巴超级火山爆发,当时喷发的岩浆达2500多立方千米。为了精确评估Kikai-Akahoya,Seama和同事开展了一次地震调查,绘制出了Kikai-Akahoya火山口周围地表以下约200米的水下区域图。从中,他们可以看到火山周围的物质层,但难以确定哪些来自火山爆发。于是,研究人员利用遥控钻井机器人从海底收集沉积物,并从岩石中提取岩芯样本,确定了含有独特火山玻璃的岩层。这些数据使研究人员能够分离出火山层,并计算火山产生的物质总量。即便如此,目前为止,Kikai-Akahoya火山喷发的规模仍然没有确定,因为很难找到并测量位于海底更深处深的破火山口。Seama表示,Kikai-Akahoya破火山口下面有一个巨大的岩浆库,很可能再次喷发。即便火山再次爆发的可能性很小,研究团队仍试图更准确地测量,以提高人们对该火山爆发风险的了解。相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2024.108017...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1420093.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1420093.htm

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