位于日本鬼界火山口下方的一个巨大的岩浆储层似乎正在重新填充，这让科学家们得以稀有地窥探地球一些最大火山在灾难性喷发后是如何恢复的。由神户大学的研究人员主导的这一发现，可能有助于提高对美国黄石和印度尼西亚多巴这类巨大火山口系统的理解。它还可能帮助科学家识别在未来巨型喷发之前发生的地下变化。 一个能够发生巨大喷发的火山 鬼界火山口是日本南部一个主要被淹没的火山口。约7300年前，它产生了全新世已知的最大火山喷发，而全新世这一地质年代大约始于11700年前。火山口是在一次喷发排空如此大量岩浆后，储层上方的地面坍塌形成的。这个事件不是留下一个典型的锥形山，而是创造了一个宽广、相对浅的洼地。这些喷发的规模很难想象，涉及的岩浆量足以将整个中央公园覆盖深达12公里。黄石、多巴和鬼界是巨型火山口火山的突出例子。科学家们知道这些系统可以多次喷发，但促使它们累积大量岩浆的过程仍然缺乏理解。这种不确定性使得它们未来的行为尤其难以预测。神户大学的地球物理学家清山信和表示：“我们必须理解如此大量岩浆如何积累，以了解巨型火山口喷发是如何发生的。” 聆听海底的地震波 鬼界的水下位置似乎是一个障碍，但这给研究小组提供了重要的优势。因为火山口的大部分位于海底，科学家们可以在火山结构上进行广泛而系统的调查。清山解释道：“水下位置让我们能够进行系统、大规模的调查。”神户大学团队与日本海洋地球科学与技术局（JAMSTEC）合作，调查火山口下方的地壳。研究人员使用气枪阵列产生可控的地震脉冲，并在海底布置地震仪，记录这些波在岩石中的传播方式。地震波的速度和方向会根据进入的材料而改变。通过测量这些变化，科学家可以构建地下结构的图像，识别可能含有部分熔融岩石的区域。 鬼界下方的一个大型岩浆储层 《地球与环境通讯》上发表的研究结果揭示了一个相当充裕的富含岩浆的区域，正好位于7300年前巨大喷发的鬼界火山口部分下方。研究人员还能够估算该储层的形状和范围。它的大小和位置表明，它占据了向古代喷发提供岩浆的同一地下系统。清山表示：“由于它的规模和位置，很明显这里实际上是与之前的喷发相同的岩浆储层。”这并不意味着岩浆自古代灾难以来一直保持在地下。相反，证据表明新的熔融材料随着时间的推移进入了该储层。 新鲜岩浆正在重建系统 大约3900年来，一个熔岩穹隆一直在鬼界火山口中心附近形成。当厚重的岩浆缓慢上升到表面并围绕火山口堆积而不是轻易流出时，就会形成熔岩穹隆。化学研究表明，这个穹隆及其他最近火山活动的材料与巨型喷发期间释放的岩浆不同。这种对比表明，鬼界当前的岩浆供应来自于一个更新的来源。“这意味着现在存在于熔岩穹隆下方的岩浆储层中的岩浆可能是新注入的岩浆，”清山总结道。这一发现支持了一个更广泛的模型，在该模型中，新的岩浆逐渐进入并重建巨型火山口下的储层，特别是在重大喷发后。理解这一过程可能揭示这些火山如何开始为后续的活动期做好准备。 黄石和多巴的线索 这一提案模型可能远远超出鬼界。科学家们还在其他主要火山口系统下方识别出了大型、浅层岩浆储层，包括黄石和多巴。“这一岩浆再注入模型与黄石和多巴等其他巨型火山口下方存在大型浅层岩浆储层的事实是一致的，”清山表示。通过研究新鲜岩浆进入这些系统的速度、积聚位置以及如何改变周围地壳，研究人员最终可能会更好地区分普通火山活动与更大事件的迹象。清山最后表示：“我们希望完善在这项研究中证明非常有用的方法，以更深入地理解再注入过程。我们的最终目标是更好地像。”