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在長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)世紀(jì)的沉寂后，冰島雷克雅內(nèi)（Reykjanes）半島在2021年終于迎來了新動(dòng)向。

位于冰島西南部低地的裂縫法格拉達(dá)爾（Fagradalsfjall），于2021年3月裂開，并噴發(fā)出巖漿。當(dāng)時(shí)的震群很劇烈，大約出現(xiàn)了5萬次左右的震蕩，有些可以達(dá)到4級(jí)以上。地球因此震動(dòng)了數(shù)周，許多冰島人都處于一種緊張狀態(tài)，并做好了迎接某種噴發(fā)的準(zhǔn)備。

當(dāng)熔巖最終從相對(duì)空曠的格爾丁達(dá)魯爾（Geldingadalur）地區(qū)的地洞中涌出時(shí)，那種緊張和煩躁就轉(zhuǎn)而變成了深深的迷戀?？茖W(xué)家和游客開始涌向這片地區(qū)，想要見證地殼最新的部分的形成。

對(duì)地質(zhì)學(xué)家來說，極為難得的是，由于風(fēng)很快就將有毒氣體吹散，熔巖相對(duì)緩慢地流動(dòng)，他們得以從噴發(fā)的一開始就走近熔巖并取樣。他們測(cè)量了噴發(fā)前50天的熔巖和火山氣體，獲得了近實(shí)時(shí)變化的巖漿補(bǔ)給數(shù)據(jù)。

就在科學(xué)家以為他們已經(jīng)接近弄清這些火山的模式之時(shí)，他們卻迎來了一個(gè)巨大的驚喜。在對(duì)這里的巖漿取樣時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)遠(yuǎn)比先前認(rèn)為的更動(dòng)態(tài)的過程。新研究已于近日發(fā)表在《自然》上。

  一萬年“壓縮”進(jìn)一個(gè)月  

在針對(duì)火山的調(diào)查中，研究人員通常希望找出巖漿起源于多深的地幔，它在噴發(fā)之前儲(chǔ)存在地表之下多遠(yuǎn)的位置，以及在噴發(fā)前和噴發(fā)期間的儲(chǔ)庫(kù)中都發(fā)生了什么。

類似這樣的問題雖然都看起來相當(dāng)基本，實(shí)際上卻是研究火山的專家目前面臨的一些最大挑戰(zhàn)。因?yàn)閲姲l(fā)不可預(yù)測(cè)，并且伴隨著危險(xiǎn)和極端的條件，許多活躍的地點(diǎn)都地處偏遠(yuǎn)，難以接近，這些都給研究帶來了巨大困難。

先前的一些假設(shè)認(rèn)為，巖漿房會(huì)隨著時(shí)間的推移而慢慢被填滿，巖漿充分混合，接著在噴發(fā)的過程中排出。由于這是兩個(gè)相對(duì)明確的步驟，研究人員并沒有期望看到巖漿的化學(xué)成分在流出時(shí)發(fā)生重大的改變。

這也是科學(xué)家在夏威夷基拉韋厄火山觀察到的情況。那里的噴發(fā)持續(xù)了多年，隨著時(shí)間的推移只出現(xiàn)了微小的變化。

但問題是，在冰島，一些關(guān)鍵的化學(xué)指標(biāo)的變化率要高出1000多倍。在一個(gè)月內(nèi)，法格拉達(dá)爾火山噴發(fā)所顯示的成分變化比基拉韋厄火山噴發(fā)在幾十年內(nèi)所顯示的還要多。在這次噴發(fā)中，第一個(gè)月內(nèi)采樣的化學(xué)成分的總范圍，覆蓋了過去一萬年間在冰島西南部噴發(fā)過的全部范圍。

  一臺(tái)“熔巖燈”  

科學(xué)家認(rèn)為，這種變化是隨后一批批的巖漿從地幔深處流入這處巖漿房的結(jié)果。

我們可以想象一臺(tái)熔巖燈，底部放著一顆發(fā)熱的燈泡，加熱著一顆熔巖球，這顆球上升，冷卻，然后下沉。

地球的地幔（也就是從地核頂部到構(gòu)造板塊下方）的運(yùn)作就很像一臺(tái)熔巖燈。隨著熱量導(dǎo)致地幔的一些區(qū)域上升，形成地幔柱，并上浮到表面，來自這些地幔柱的熔巖在巖漿房中積聚并結(jié)晶，氣體通過地殼逃逸，壓力不斷累積，直到巖漿找到一個(gè)逃逸的途徑。

研究人員在如論文中詳細(xì)描述了噴發(fā)的細(xì)節(jié)。在最初的幾個(gè)星期里，噴發(fā)的是如預(yù)期所料的“貧化”型巖漿，這類巖漿一直積聚在地表之下約16千米的儲(chǔ)庫(kù)中。

但到了4月，有證據(jù)表明，巖漿房被更深的、具有不同成分的“富集”型熔體所充填，它們來自冰島之下的上涌地幔柱的不同區(qū)域。這種新的巖漿具有較少改性的化學(xué)成分，而鎂的含量更高，二氧化碳?xì)怏w的比例也更高，這說明，從這種較深的巖漿中逸出的氣體更少。

時(shí)間來到5月，巖漿流中主要的巖漿是更深的富集型。這種在一個(gè)地幔柱供給的熱點(diǎn)地區(qū)的巖漿成分的快速而極端的變化，先前從未被近實(shí)時(shí)地觀察到。

新的研究表明，新的巖漿可以流入深層儲(chǔ)庫(kù)，并與現(xiàn)存的巖漿迅速混合，所需時(shí)間甚至不到20天。

  一次寶貴的機(jī)會(huì)  

在2021年法格拉達(dá)爾火山噴發(fā)之前，冰島雷克雅內(nèi)半島的上一次噴發(fā)已是8個(gè)世紀(jì)之前的事。或許，這種新的活動(dòng)標(biāo)志著冰島西南部一個(gè)可能長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)世紀(jì)的新火山周期的開始。

一些科學(xué)家表示，這些成分的變化或許沒那么罕見，只是在如此早期階段對(duì)噴發(fā)進(jìn)行采樣的機(jī)會(huì)相對(duì)來說很不常見。

對(duì)研究人員而言，他們通常缺乏大多數(shù)火山噴發(fā)的第一階段的記錄，因?yàn)檫@些記錄往往會(huì)被后期的熔巖流所掩蓋。而這個(gè)項(xiàng)目讓他們第一次看到了一種被認(rèn)為是可能的、但從未被直接目睹的現(xiàn)象。

這一結(jié)果為如何建立世界各地的火山模型提供了一項(xiàng)關(guān)鍵約束，但目前還不清楚這一現(xiàn)象是否具有代表性，或者它在引發(fā)火山爆發(fā)中發(fā)揮了怎樣的作用。

這也是一則很好的提醒，地球仍有許多秘密，我們了解的并不是火山噴發(fā)的全部故事。