灌滿11座大峽谷!黃石公園潛藏超級岩漿庫

美國黃石國家公園(Yellowstone National Park)下方有一座超級火山,美國猶他大學(University of Utah)研究人員23日說,黃石公園下方除了此前已知的一個岩漿庫(magma chamber)之外,在更深處還掩藏著一個更加巨大(4.5倍)的岩漿庫,其中的岩漿可以灌滿11座大峽谷(Grand Canyon)或23座三峽水庫。

大峽谷
大峽谷

這項成果發表在新一期美國《科學》(Science)雜誌。2位論文主要作者林凡奇和黃信樺說,新發現的岩漿庫位於地下20公里至45公里深處,容積為4萬6000立方公里,是三峽水庫(容積40立方公里)的1150倍。而位於其上方的岩漿庫容積只佔其22.7%。

林凡奇和黃信樺表示:「此下地殼岩漿庫連接了以往已知的淺層岩漿庫以及深部地幔熱柱,讓我們對黃石公園的岩漿系統有更進一步的瞭解。」

黃石公園
黃石公園

研究人員利用類似醫學電腦斷層掃瞄(CT)的地震斷層掃描(seismic tomography)技術,對黃石地下岩石構造進行成像後得出上述結論。不過與通常認識不同的是,這個巨大岩漿庫中只有2%是熔岩,另98%是未熔融的固態岩石。因此,「如果將所有熔岩取出,可充滿23座三峽水庫。」

黃石公園熔岩庫研究人員
黃石公園熔岩庫研究人員

兩人還表示,位於地下深處的岩漿庫主要成分為玄武岩熔岩,其特徵是黏性較低,噴發時通常以流體形態溢出,因此「比較沒有強烈噴發的危險」。而之前發現的淺層岩漿庫主要成分為流紋岩,其黏性較高,一旦噴發會比較劇烈。

黃石公園的間歇泉
黃石公園的間歇泉

目前學術界對黃石公園超級火山的主要假設為,地幔對流將高溫的下地幔物質向上推升形成地幔熱柱,當熱柱的頂端達到一定深度,物質開始部分熔融並向上竄升,並在淺地殼形成岩漿庫直至噴發。但此前對地幔熱柱如何連接淺地殼岩漿庫並不是完全瞭解,此外,這一理論也無法解釋從該地區溢出的二氧化碳量。

黃石公園熔岩庫
黃石公園熔岩庫

新發現被認為填補了連接地幔熱柱與淺層岩漿庫之間的缺失環節,也解開了二氧化碳溢出量超過預計之謎。林凡奇和黃信樺說,「我們認為,下地殼岩漿庫是上地殼岩漿庫的熱量與岩漿的主要來源」,該發現「說明瞭,為什麼黃石持續為地球上最為活躍的地熱活動地區
」。

黃石公園的溫泉
黃石公園的溫泉

黃石公園位於美國中西部,橫跨懷俄明、愛達荷與蒙大拿州,每隔一段時間,便有其超級火山即將大噴發的傳言出現。研究人員指出,黃石公園超級火山曾於200萬年、120萬年和64萬年前各噴發過一次,都是淺層岩漿庫的作用結果。

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