ESA研究指出深海温度变化导致了火山爆发

2022年2月15日，欧空局（ESA）研究指出，虽然汤加火山爆发的惊人威力震惊了全世界，但利用卫星数据研究地表深处温度变化的地球科学家们对这个海底火山爆发的事实并不感到惊讶。

据报道，2022年1月发生的汤加海域Hunga Tonga火山灾难性爆发是30年来全球火山喷发中最大规模的火山喷发。火山喷发使岛国汤加被火山灰笼罩，远至阿拉斯加都能听到音爆声，海啸巨浪横越太平洋。汤加火山喷发虽然猛烈，但时间短暂，而2021年西班牙拉帕尔马加那利岛的康伯利维亚火山喷发虽然没有那么剧烈，但持续了近3个月。尽管其有所不同，但最近这两次火山爆发提醒人们：更好地理解地球深部自然过程，才可能准确预测火山喷发。

ESA地球科学家组成的国际集团联手开发了一种先进的全球岩石圈模型。该模型结合了不同的卫星数据，如来自欧空局GOCE的重力数据，以及现场观测数据，主要是地震层析成像数据。在显示地球上地幔温度或热结构差异的模型中，研究人员可以看到这些火山会在某个时间点爆发。然而，要准确预测这种情况何时会发生就比较困难了。

英国剑桥大学研究人员指出，在这些模型和地震层析成像中，他们看到了从加那利群岛深处升起的结构。这些异常反映出热物质上升到地球表面，被称为热点或地幔柱，是地表火山的持续来源。

汤加火山的起源不同。它是汤加克马德克岛弧的一部分，在此，太平洋构造板块的边缘俯冲至澳大利亚板块之下。图像显示了倾斜的太平洋板块上方含水的、部分熔融的岩层，它们为岛弧上的火山提供了水源。研究发现，这些热异常来自更深的地方，深度约为2800公里，与核心地幔边界的结构有关：低剪切波速度块体（LLSVPs）。这些突出的大陆大小的结构似乎对地表的行为有很大的影响。

挪威科学家表示，对流圈驱动板块构造的地幔流动与地幔柱的主要位置之间存在联系。沿着地核地幔边界的流动将柱状物质推向LLSVPs，形成柱状物质。在模型中，这一流动是由围绕在两个LLSVPs 周围的下坡板驱动的。例如，加那利群岛位于非洲LLSVP的边缘之上。

然而，LLSVPs的确切起源和形成仍不清楚。在最近的4D地球科学会议上，使用卫星数据和地震模型讨论了替代概念和想法，这将有希望引导在不久的将来对地球内部的更详细的研究。

来自代尔夫特理工大学的科学家总结指出，需要一种多学科的方法，将不同类型的卫星数据与地震数据结合起来，可以以一种共同的方式来研究地球深层内部的确切结构。

转载本文请注明来源及作者：中国科学院兰州文献情报中心《地球科学动态监测快报》2022年第4期，王立伟 编译。