超级火山是指能够引起大规模喷发并对环境、气候和人类社会产生重大影响的火山。深入了解其形成机制对于火山灾害预警具有重要意义。我国科学家首次清晰描述了超级火山从岩浆生成到增生的动力学过程,为认识火山动力学过程、预测火山活动、预防火山灾害提供了新的地球动力学视角。这项研究成果于4月10日发表在国际学术期刊《科学》网络版上。岩石圈是地球最外层的坚硬层。底毛较温暖且不太粘稠。它可以在地质时间尺度上缓慢流动,被称为软流圈。最近的研究表明,超级火山的岩浆主要来源于部分熔融的软流圈物质。然而,必不可少的驱动岩浆形成和运动的机制尚不清楚,这已成为当前超级火山机制研究面临的中心问题。中国科学院地质与地球物理研究所(以下简称中国科学院地质与地球物理研究所)研究团队选择了北美西部典型的超级火山——黄石火山作为研究课题。他们对当地岩石圈和对流地幔进行了高精度建模,计算了相关的动力学过程,并为北美西部构建了完整的稳健的地球系统模型。地幔风是地球深处物质的横向流动。通过这个模型,研究人员发现,当向东流动的软流圈地幔风穿过黄石火山下方狭窄的大陆岩石圈海槽时,上升的热物质和下降的地幔风相互吸引,利用减压熔融产生大量岩浆。同时,在软流圈产生的东推力和岩石圈密度结构产生的西拉力的共同作用下,火山下方积累的局部拉应力“撕裂”了岩石圈,形成了一条贯穿岩石圈的向上倾斜的虹吸通道。岩浆沿着虹吸带像“阶梯”一样上升、移动和演化,最终在火山下方形成岩浆系统的形状。 “超级火山单次喷发可喷出1000立方公里以上的固体物质,破坏力非常大。了解岩浆系统形成演化机制,对于预防火山灾害极为重要。”中国科学院地质与地球科学研究所研究员刘立军表示,这项研究是全球首个系统揭示岩浆系统形成机制的成果超级火山下的研究和预测,为国内外其他活火山的研究和预测,实现防灾减灾提供了新的思路和工具。 (记者魏梦佳、吴文秀)
(编辑:何欣)

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