地球上最强大的超级火山之一正在缓慢地重新充填其巨大的地下岩浆储层，这发生在最近地质历史上产生一次最大火山喷发的几千年后。神户大学的科学家发现了新鲜岩浆在日本的喜界火山口下方积累的证据，该火山大约7300年前发生了一次灾难性的喷发。这一发现提供了一个稀有的视角，展示了巨型火山系统在大规模喷发后如何重建其岩浆供应。它还可能提供有关其他超级火山行为的重要线索，包括美国的黄石公园和印度尼西亚的托巴，有可能帮助科学家提高识别未来喷发预警信号的能力。超级火山如何储存大量岩浆 一些火山喷发如此巨大，以至于显著重塑了地貌。释放的岩浆量可能惊人，足以将整个纽约市的中央公园埋在约12公里（7.5英里）厚的岩浆层下。当如此巨大的岩浆量从地下逃脱时，岩层会在空置的储层上方坍塌，留下一个宽阔且相对浅的洼地，称为火山口。这些特征与地球历史上最强大的喷发有关。著名的例子包括黄石公园、托巴和日本的喜界火山口，其中大部分位于海洋之下。喜界大约7300年前经历了一次巨大的喷发，产生了全新世中已知最大规模的火山喷发，全新世是大约11700年前开始并持续至今的地质时代。尽管科学家知道巨型火山口火山可以喷发多次，但他们对这些事件所需的大量岩浆是如何在地下积累的理解仍不完整。这使得预测何时会再次发生重大喷发变得极其困难。“我们必须理解如此大量的岩浆是如何积累的，以理解巨型火山口喷发是如何发生的，”神户大学地球物理学家濑山伸和说。 科学家发现日本喜界火山下方的巨大岩浆储层 喜界的水下位置看似给火山研究带来了障碍，但实际上为研究人员提供了重要的优势。周围的海底使科学家能够对火山结构进行广泛的地质调查。“水下位置使我们能够实施系统的、超大规模的调查，”濑山解释道。为了探究喜界火山下方的情况，神户大学的研究人员与日本海洋地球科学与技术局（JAMSTEC）合作。他们使用强大的气枪阵列生成穿过海底地壳的地震脉冲。称为海底地震仪的仪器记录这些波在地下岩石中的传播情况。由于地震波在固体岩石和含熔融物质区域中的传播方式不同，科学家可以分析它们的行为以研究无法直接观察到的结构。这些发现发表在《地球与环境通讯》上，揭示了在喜界火山7300年前巨大喷发现场下方存在一个包含高比例岩浆的显著区域。通过检查地震测量结果，研究小组能够确定地下储层的大致大小和形状。其位置和范围表明它占据了与古代喷发相关的同一岩浆储存系统。“由于其范围和位置，很明显这实际上是与之前喷发相同的岩浆储层，”濑山说。 新鲜岩浆正在为古老的超级火山充能 也许最引人注目的发现是，目前在喜界火山下方的岩浆似乎并非只是数千年前灾难性喷发后的残余物。之前的调查显示，在过去大约3900年里，火山口中央附近正在形成一个新的熔岩穹丘。熔岩穹丘是在火山通气口周围相对浓稠的熔岩积累而不是自由流动于周围地形时形成的。化学分析还表明，这个熔岩穹丘和其他更近期活动的火山物质的组成与喜界火山巨型喷发时释放的物质不同。这个差异提供了一个重要线索。它表明，现在储存在火山下方的岩浆是由来自地壳或地幔更深处的新一轮熔岩注入提供的，而不是自上次喷发以来保持不变。“这意味着现在在熔岩穹丘下的岩浆储层中的岩浆很可能是新注入的岩浆，”濑山总结道。