岩浆成分与火山的喷发类型、火山锥的形态之间有什么关系？

岩浆成分与火山的喷发类型、火山锥的形态之间有什么关系？

近年来，尽管科学界在预测火山喷发的开始方面已经有了很大的进步，但仍然很难预测喷发的类型和持续时间。近期，来自美国自然历史博物馆和纽约市立大学的科学家们对位于非洲西北海岸的加那利群岛Cumbre Vieja火山灰的研究表明，岩浆成分变化可能会在火山喷发期间引起震动，并且火山灰分析可作为监测和预报工具的潜力。相关论文发表在《自然地球科学》（Nature Geoscience）杂志上。

2021年9月，位于非洲西北海岸的加那利群岛拉帕尔马岛上的Cumbre Vieja火山在休眠50年后喷发，导致数千名居民疏散。在接下来的85天里，它摧毁了3000多座建筑物和数百英亩的农田。在三个月的喷发期间，科学家们几乎每天都收集火山灰样本。这些样本中94%可以确定喷发时间，之后被送回实验室，并使用电子微探针对火山灰中的玻璃进行化学分析，这些玻璃来自火山喷出的快速冷却岩浆。由此产生的数据集是岩浆液态部分成分的每日时间序列，这在同类数据集中尚属首次。

该研究揭示了样品中二氧化硅含量的变化，二氧化硅是一种使岩浆更粘稠的化合物。更粘稠的岩浆通常与更多的爆炸性喷发有关。研究人员发现，二氧化硅含量在喷发的第一周很高，然后逐渐下降，直到喷发结束前两周急剧逆转，这可能标志着地幔岩浆供应的中断。

然后，研究人员将这一化学记录与同时进行的物理观察进行了比较，发现二氧化硅含量与火山震动的强度之间存在相关性，火山震动是一种与地表下液体和气体运动相关的地震“嘎嘎声”。基于建模和进一步分析，研究小组提出，二氧化硅含量高的粘性岩浆的存在会导致火山震动幅度增加，尽管需要进一步的研究来证实这种机制。除了为火山震动的原因提供新线索外，该研究还显示了将岩石学数据收集（如落灰）与地球物理数据相结合的好处，以改进火山危机期间的喷发预测、危害评估和决策。

文献来源：

1、American Museum of Natural History. "Magma composition may drive volcanic tremor." ScienceDaily. ScienceDaily, 10 January 2025. <www.sciencedaily.com/releases/2025/01/250110121910.htm>.

2、Marc-Antoine Longpré, Samantha Tramontano, Matthew J. Pankhurst, Diana C. Roman, Miriam C. Reiss, Franco Cortese, Mike R. James, Laura Spina, Fátima Rodríguez, Beverley Coldwell, Alba Martín-Lorenzo, Olivia Barbee, Luca D’Auria, Katy J. Chamberlain, Jane H. Scarrow. Shifting melt composition linked to volcanic tremor at Cumbre Vieja volcano. Nature Geoscience, 2025; DOI: 10.1038/s41561-024-01623-x