“地幔風(fēng)”撕裂巖石圈 我國科學(xué)家揭示黃石超級(jí)火山形成機(jī)制

來源：滾動(dòng)播報(bào)

（來源：科創(chuàng)中國）

困擾學(xué)界多年的美國黃石超級(jí)火山成因，如今有了顛覆性新解。《科學(xué)》10日發(fā)表一項(xiàng)重磅研究成果，通過高精度數(shù)值模擬，來自中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所等單位的科研人員首次揭示，黃石超級(jí)火山的形成并非源于傳統(tǒng)“地幔柱”，而是“地幔風(fēng)”撕裂巖石圈、形成傾斜巖漿通道的結(jié)果，為破解超級(jí)火山之謎提供全新視角。

超級(jí)火山是地球上威力最大的火山類型，一次噴發(fā)就能拋出超過1000立方千米的固體物質(zhì)，足以影響全球氣候和人類社會(huì)。位于美國懷俄明州的黃石超級(jí)火山在過去210萬年間發(fā)生過兩次超級(jí)噴發(fā)，分別噴出2500立方千米和1000立方千米的巖漿。

長期以來，學(xué)界主流觀點(diǎn)認(rèn)為，黃石火山是地幔深處熱柱向上噴發(fā)的產(chǎn)物，巖漿沿垂直通道上涌。但近年觀測發(fā)現(xiàn)，黃石地下巖漿系統(tǒng)呈向西南傾斜的貫穿巖石圈結(jié)構(gòu)，與垂直地幔柱模型明顯矛盾。

黃石超級(jí)火山下方巖漿系統(tǒng)示意圖。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所供圖

此次，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所曹澤斌博士、劉麗軍研究員等領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)，通過分析北美西部海量地質(zhì)、地球物理數(shù)據(jù)，建立了高精度的地球動(dòng)力學(xué)模型。

研究發(fā)現(xiàn)，北美中東部地下的法拉龍板塊持續(xù)下沉，像一只巨大的“推手”，驅(qū)動(dòng)西側(cè)的軟流圈（地幔上部可緩慢流動(dòng)的高溫層）形成大規(guī)模向東流動(dòng)的“地幔風(fēng)”。當(dāng)這股東向的“地幔風(fēng)”流經(jīng)黃石火山下方時(shí)，突然遭遇一條狹窄的大陸巖石圈通道，在強(qiáng)烈的拉扯之下，地幔物質(zhì)發(fā)生減壓熔融，從而產(chǎn)生了巨量的巖漿。

更關(guān)鍵的是，東向“地幔風(fēng)”的推力和巖石圈自身的西向拉力共同作用，在黃石下方的巖石圈內(nèi)形成了拉張應(yīng)力，像撕紙一樣“撕裂”了巖石圈，制造出一條傾斜向上的虹吸通道。巖漿沿著這條通道像“爬樓梯”一樣逐級(jí)上涌，最終形成了觀測到的傾斜巖漿系統(tǒng)。

劉麗軍表示，這一機(jī)制完美解釋了黃石火山巖漿系統(tǒng)的傾斜結(jié)構(gòu)、成分特征與演化規(guī)律，與多項(xiàng)觀測數(shù)據(jù)高度吻合，從根本上否定了傳統(tǒng)地幔柱假說，為理解火山動(dòng)力過程、預(yù)測火山活動(dòng)提供了全新的地球動(dòng)力學(xué)視角。更重要的是，該機(jī)制可能普遍適用于全球其他超級(jí)火山，包括我國東北鏡泊湖火山、印尼多巴火山等。

（來源：科技日?qǐng)?bào) 作者：陸成寬）