維蘇威火山位於意大利那不勒斯附近，最後一次猛烈噴發是在1944年，即第二次世界大戰即將結束時。蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）的火山專家在一項新研究中發現，在另一次危險的爆炸性噴發發生之前，可能還需要幾百年的時間。

維蘇威火山是歐洲最危險的火山之一。超過300萬人生活在它的附近，在歷史和史前時期，曾有爆炸性的噴發，摧毀了該地區的整個定居點和城鎮。

因此，緊迫的問題是：維蘇威火山何時會再次爆發，爆發的強度會有多大？

為了回答這個問題，蘇黎世聯邦理工學院的一個研究小組與來自意大利的研究人員合作，仔細研究了維蘇威火山在過去一萬年中的四次最大的噴發，以便他們能夠更好地評估在可預見的未來是否可能出現危險事件。

研究的四次噴發包括3950年前的Avellino噴發，它被認為是未來噴發的一個可能的“最壞情況”，以及公元79年的噴發，它埋葬了羅馬城市龐貝和赫庫蘭尼姆。後者是由羅馬作家小普林尼記錄的，因此所有這種類型的噴發都被稱為“普林尼型”噴發。此外，火山學家研究了公元472年和公元8890年的噴發。公元472年的亞普林尼噴發是所調查的噴發中最小的，但與最近的湯加噴發相比，規模仍然相似。

在他們剛剛發表在《科學進展》雜誌上的研究中，與主要作者Jörn-Frederik Wotzlaw和蘇黎世聯邦理工學院教授Olivier Bachmann合作的研究人員確定了火山沉積物中石榴石晶體的年齡。這種礦物是從岩漿中生長出來的，因為它被儲存在維蘇威火山下的上層地殼的岩漿室中。知道這些礦物的年齡，就有可能推斷出在火山噴出岩漿之前，岩漿在這個室中停留了多長時間。

石榴石是確定火山噴出物年齡的一個不尋常的選擇。研究人員通常使用鋯石，這是許多火成岩中發現的微小附屬礦物。然而，來自維蘇威火山的岩漿鹼性太強，無法使鋯石結晶，但它卻富含石榴石。

為了確定石榴石的年齡，研究人員使用了放射性元素鈾和釷。石榴石的晶體結構包含了這兩種元素，數量不多，但可以測量，其中以鈾為優先。利用同位素鈾238和釷230的比例，研究人員可以計算出礦物的結晶年齡。

這項研究的石榴石都來自ETH團隊在米蘭大學和巴里大學的研究人員幫助下現場收集的材料。為此，他們尋找了上述四次噴發的火山沉積物暴露在地表、可供取樣的相應地點。

通過使用石榴石的結晶年齡，研究人員現在可以表明，維蘇威火山最具爆炸性的岩漿類型（所謂的“響岩質”岩漿）在更原始的、更熱的岩漿從下層地殼湧入引發火山爆發之前，已經在上層地殼的一個庫中儲存了幾千年。

對於這兩個史前事件，研究人員確定，“響岩質”岩漿在室中停留了大約5000年。在歷史時期的噴發之前，它在這個儲存庫中只儲存了大約1000年。

對於所有的噴發，上地殼室中的“響岩質”岩漿的停留時間與維蘇威火山的休眠期相吻合。Bachmann說：“我們認為，很可能是上層地殼中的大量響岩質岩漿阻擋了更原始的、更熱的岩漿從更深的儲層中上湧。維蘇威火山有相當複雜的管道系統。”

火山下面有幾個岩漿室，由一個管道系統連接。對噴發至關重要的頂部岩漿室，在相當短的時間內充滿了來自下部岩漿室之一的岩漿。在這種較冷的環境中，岩漿冷卻並結晶，導致殘餘熔體的化學變化（這一過程稱為“岩漿分異”）。專家稱維蘇威火山的“分異”岩漿為輝綠岩。在某些時候（可能是相對固定的間隔），更原始的，或”岩漿”從更深的地方流入上腔。這種補給導致腔內的壓力上升，這可以迫使閃石岩漿向上，可能一直到表面，開始爆發。

在過去的一萬年裡，維蘇威火山下面似乎一直存在著一個岩漿庫。然而，問題是，今天是否有一個可以為像3950年前或公元79年那樣的危險噴發提供能量。

岩漿堆積的可能性不大

地震勘測表明，在維蘇威火山下面大約六到八公里的深度確實有一個儲層。然而，它所包含的岩漿的成分（即它是閃石型的，還是更多的岩漿）不能用地震技術來確定。但是，由於維蘇威火山自1631年以來一直在生產大部分鎂鐵岩漿，研究人員認為，目前不太可能有分異的響岩在積累。“1944年的最後一次大爆發距今已近80年，這很可能是一個長期的休眠期的開始，在此期間分異岩漿可以積累。儘管如此，一次與公元79年的噴發相媲美的危險噴發可能需要休眠期持續更長時間，”Wotzlaw說。

如果在未來的幾十年裡，主要的岩漿被噴出，這可能表明地震勘探探測到的岩漿體不是由分異岩漿組成的，目前維蘇威火山下面沒有分異岩漿。“這就是為什麼我們認為維蘇威火山更有可能在持續數個世紀的休眠期之後才會發生大規模的爆炸性噴發，”Bachmann說。Wotzlaw補充說：“然而，像1944年或甚至1631年的那次較小但仍然非常危險的噴發可能在較短的休眠期後發生。到目前為止，準確預測火山噴發的規模和風格是不可能的。然而，現在可以通過監測來識別火山下的岩漿庫的甦醒。”

密切監測

為了避免任何意外，維蘇威火山及其活動已被24小時監測。例如，意大利國家地球物理學和火山學研究所測量火山周圍的每一次地震，分析排放的氣體，觀察地面變形，這些都是地下活動的指標。還有一個應急計劃，概述瞭如果監測得出結論認為火山爆發迫在眉睫，如何疏散大那不勒斯地區的人員。