即使處於安靜的休眠期，火山也會迅速變得活躍，它的噴發會對周圍造成未知的威脅。研究人員對西奧馬杜爾火山進行了研究，以了解沉睡已久的火山是如何突然噴發的。他們對岩漿的化學和礦物成分的研究結果為火山再活化和噴發預報提供了寶貴的見解，凸顯了不活躍火山的潛在危險。

火山會在休眠數萬年後爆發嗎？如果是，如何解釋？是什麼使火山爆發變得更加危險，即具有爆炸性？這些都是火山危險評估的關鍵問題，也會引起人們對看似不活躍的火山的關注。即使在安靜的休眠期，火山也會迅速變得活躍，其噴發會對周圍地區造成先前未知的威脅。匈牙利科學家的新研究有助於揭示這種火山爆發前的徵兆。

來自匈牙利羅蘭大學地理與地球科學研究所和 HUN-REN-ELTE 火山學研究小組的團隊與歐洲其他科學家合作，對喀爾巴阡山-潘諾尼亞地區最年輕的火山 Ciomadul 進行了研究。

他們利用高分辨率的礦物紋理和化學成分綜合數據，量化了岩漿演化的條件，重建了火山下岩漿庫的結構，確定了引發火山爆發的駐留晶泥和補給岩漿的特徵，並解釋了最後一個活躍期的火山活動以爆炸為主的原因。

西奧馬杜爾火山最近一次噴發的地點：聖塔安娜火山口。圖片來源：István Fodor

西奧馬杜爾： 典型的長期休眠火山

研究小組先前利用一種微小晶體–鋯石–的 U-Th-Pb-He 地球年代學揭示了西奧馬杜爾火山的噴發歷史。該研究計畫的負責人、教授Szabolcs Harangi 強調：”在這座火山近百萬年的生命中，曾有過幾次長時間的休眠期，但即使在休眠了數萬年，有時甚至超過10 萬年後，火山爆發又開始了！ “

最重要的火山活動發生在最近的 16 萬年前，熔岩穹丘擠出發生在 16 萬年前到 9.5 萬年前，然後經過 3 萬多年的休眠，火山爆發在 5.6 萬年前重新開始。

羅蘭大學的博士生 Barbara Cserép 正在研究最年輕的噴發產物： 她說：”與之前的活躍期相比，它們是由更危險、更具爆炸性的噴發形成的。因此，了解這種噴發方式變化的原因非常重要！ “最後一次火山爆發發生在 3 萬年前，自那以後，火山又進入了休眠狀態。 “

研究西奧馬杜爾火山長期休眠後首次爆炸性噴發的火成碎屑序列。圖片來源：Bianca Németh

火山爆發的起因和控制噴發方式的過程隱藏在火山活動期間形成的岩石中。透過對形成岩石的礦物進行詳細研究，可以揭示這些原因。研究團隊測定了 56 至 30,000 年前火山爆發期間形成的浮石中所有礦物相的化學成分，通常是從晶體核心到邊緣的高分辨率測定。

然後，他們對各種計算結晶溫度、壓力、氧化還原狀態、熔體成分和熔體含水量的方法的結果進行了嚴格評估，以量化岩漿條件，並確定這些晶體是如何融入噴發的岩漿中的。這有助於揭示岩漿儲層系統的結構、導致噴發的過程以及爆炸性噴發的原因。

爆炸性噴發的關鍵

這項石油偵探研究的關鍵人物是一種名為閃石的礦物。 Barbara Cserép 解釋：”許多元素都可以進入閃石的晶格，但元素的置換受到岩漿條件的強烈控制。 Ciomadul 浮岩中閃石的化學成分即使在單一樣本中也有很大差異。一些閃石代表了 8-12 千米深處的低溫、高結晶岩漿儲層，但大部分閃石是被來自更深處的高溫補給岩漿搬運到這個淺層的岩漿儲層。 “

在 56,000 年至 3 萬年前的最後一次噴發期，重建的西奧馬杜爾火山下的岩漿庫系統。圖片來源：Bianca Németh

“與上一次形成熔岩穹頂的噴發期相比，這些新鮮的補給岩漿帶有成分獨特的閃石，也就是說，這些岩漿略有不同，這可能是噴發成為爆炸性火山的重要原因。 “Cserép 補充說：”我們發現了幾種閃石，其化學成分在其他火山的火山岩中沒有報導過。他們將這種閃石解釋為超水岩漿的早期結晶階段，這些富含水的補給岩漿可能在引發爆炸性噴發中起到了關鍵作用。 “

晶體最外緣和鐵鈦氧化物的成分提供了有關爆發前岩漿狀況的資訊。該研究的另一位主要作者、博士後研究員馬特-塞梅雷迪（Máté Szemerédi）說：”當岩漿條件發生變化時，鐵鈦氧化物的成分會在幾天內達到平衡；它們表明，噴發的岩漿溫度在攝氏800-830度，並且被氧化了。 “

目前，西奧馬杜爾火山還沒有甦醒的跡象。不過，這項研究也指出，如果有熾熱的含水岩漿補給，重新活化可能會在幾週或幾個月內迅速發生。定量火山岩石學研究對於重建火山下岩漿儲層結構和岩漿儲存條件非常重要，這也有助於我們進行火山爆發預報，以更好地了解火山爆發前的訊號。

Szabolcs Harangi 指出：”這項研究的新穎之處在於它是在一座長期休眠的火山上進行的，因此，西奧馬杜爾火山正受到越來越多的國際關注。這有助於強調，除了地球上 1500 座左右的潛在活火山外，長期休眠的火山也可能造成以前未曾認識到的危險，尤其是如果火山下仍有含熔岩漿的話。 “

編譯自：ScitechDaily