二氧化碳，而不是水，引發了爆炸性的玄武巖火山
二氧化碳，而不是氧化引發巖火水，引發了爆炸性的不水爆炸玄武巖火山。信用:uux.cn/Unsplash/CC0公共領域
（神秘的性的玄武地球uux.cn）據康奈爾大學：地球科學家長期以來認為，水——以及地殼中儲存的氧化引發巖火淺層巖漿——推動了火山爆發。現在，不水爆炸由于康奈爾大學新開發的性的玄武研究工具，科學家們已經了解到氣態二氧化碳可以引發爆炸性噴發。氧化引發巖火
一個新的不水爆炸模型表明，玄武巖火山通常位于構造板塊的性的玄武內部，由地幔內的氧化引發巖火深層巖漿供給，儲存在地球表面以下約20至30公里處。不水爆炸
這項研究提供了我們星球深層內部動態和組成的性的玄武更清晰的圖像，對改善火山災害規劃具有意義，發表在2023年8月7日的《美國國家科學院院刊》上。
“我們過去認為所有的活動都發生在地殼中，”資深作者Esteban Gazel說，他是康奈爾工程學院地球和大氣科學系的Charles N. Mellowes工程學教授。“我們的數據表明，巖漿直接來自地幔——快速穿過地殼——由二氧化碳的出溶作用(從液體中分離氣體的過程階段)驅動。
“這完全改變了火山爆發的模式，”Gazel說。“所有的火山模型都以水為主要噴發驅動力，但水與這些火山關系不大。是二氧化碳將這些巖漿從地球深處帶了出來。”
大約四年前，Gazel和Charlotte devi tre(22歲，博士，現為加州大學伯克利分校的博士后研究員)開發了一種用于拉曼光譜(通過顯微鏡檢查散射光子的設備)的高精度二氧化碳密度計(在一個微小的容器中測量密度)。
天然樣本——火山噴發產生的晶體中捕獲的微觀大小的富含二氧化碳的氣泡——然后通過拉曼光譜進行測量，并應用新開發的密度計進行量化。基本上，科學家們正在檢查一個顯微鏡下的時間膠囊，以提供巖漿的歷史。這項新技術對于近實時精確估計巖漿儲量至關重要，Gazel的團隊在2021年加那利群島拉斯帕爾馬斯火山爆發期間測試了這項技術。
此外，科學家們開發了評估激光加熱對富含二氧化碳的夾雜物(發現包裹在晶體中)的影響的方法，并準確評估熔體夾雜物和氣泡體積。他們還開發了一種實驗性的再加熱方法，以提高準確性，并適當地考慮到氣泡內作為碳酸鹽晶體捕獲的二氧化碳。
“開發方法和儀器設計極具挑戰性，尤其是在疫情的高峰期，”Gazel說。
利用這些新工具，科學家們仔細觀察了大西洋塞內加爾西部Cabo佛得火山的火山沉積物。他們在鎂-鐵硅酸鹽晶體中包裹的微小熔融包裹體中發現了高濃度的揮發物。晶體中二氧化碳含量較高，這表明巖漿儲存在地表以下幾十公里處——地幔中。
該小組還發現，這一過程與供給這些火山的深部地幔源有關。
根據這篇論文，這意味著像Fogo火山爆發這樣的爆發是從地幔開始并供應的，有效地繞過了地殼中的儲存，并由深層二氧化碳驅動。
“這些巖漿粘度極低，直接來自地幔，”德維特雷說。“因此，在這里，粘度和水無法像在較淺和/或含硅量較高(富含二氧化硅)的火山系統中那樣發揮共同作用。相反，在福戈火山，巖漿必須被二氧化碳快速推上來，這可能在火山的爆發行為中發揮了重要作用。這是我們理解玄武巖爆炸性控制的重要一步。”
Gazel說，理解巖漿儲存有助于社會為未來的火山爆發做好準備，他也是康奈爾阿特金森可持續發展中心的研究員。
他說:“由于深部的巖漿儲存在熔化物接近地表之前不會被地面變形探測到，這對于我們理解火山危險有著重要的影響。我們需要了解這些噴發的驅動因素。現在看到這些過程的唯一方法是觀察地震，但地震不會告訴你到底發生了什么。”
Gazel說，“通過精確的測量，我們可以知道火山爆發從哪里開始，巖漿在哪里融化，它們儲存在哪里——以及什么觸發了火山爆發——我們可以為未來的火山爆發制定一個更好的計劃。”
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