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来自研究机构

为什么地下岩浆房有一个“最佳深度”

日期:
2019年8月19日
来源:
布朗大学
简介:
计算机模型显示了为什么喷发的岩浆房往往位于地下6到10公里之间。
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一项新的研究揭示了为什么经常爆发的火山喷发的岩浆房往往位于地壳的一个非常狭窄的深度范围内。研究结果发表在自然地球科学,可以帮助科学家更好地了解世界各地的火山活动。

这项研究利用计算机模型来捕捉岩浆房(地壳中含有部分熔融岩石的储层)随时间演变的物理过程。这些模型表明,两个因素——水蒸气从岩浆中冒出来的能力,以及地壳膨胀以适应岩浆房增长的能力——是限制岩浆房深度的关键因素,岩浆房通常在6到10公里深之间。

布朗大学的地质学家、该研究的主要作者克里斯蒂安·胡贝尔(Christian Huber)说:“我们从观察中得知,就岩浆室反复喷发的深度而言,似乎存在一个最佳位置。”“为什么这个最佳点存在一直是一个悬而未决的问题,这是第一个解释控制它的过程的研究。”

一般来说,6至10公里的深度对应的浅面压力约为1.5千巴,深面压力约为2.5千巴。模型显示,在压力低于1.5千巴的情况下,被困在岩浆中的水很容易形成气泡,导致剧烈的火山爆发,将岩浆从岩浆室中喷发出来,而这些岩浆无法被补充。这些密室很快就不复存在了。在超过2.5千巴的压力下,地球深处的温暖温度使岩浆房周围的岩石变得柔软而柔韧,这使得岩浆房能够舒适地生长而不会喷发到地表。随着时间的推移,这些系统冷却并凝固,而不会爆发。

“在1.5到2.5之间,系统是满意的,”Huber说。“它们可以爆发、充电并继续前进。”

胡贝尔说,这些模型的关键在于,它们捕捉到了宿主地壳和岩浆在岩浆室本身的动力学。人们对深部岩浆库在不喷发的情况下生长的能力已经相当了解,但人们还没有认识到水蒸气对浅层岩浆库施加的限制。

胡贝尔说:“对于为什么这个宜居带应该在1.5千巴结束,还没有一个很好的解释。”“我们证明了气体的行为非常重要。它只会导致喷出的质量超过可再生的质量。”

胡贝尔说,这些发现将有助于了解全球岩浆收支。

Huber说:“停留在地壳中的岩浆与喷发到地表的岩浆的比例是一个巨大的问题。”岩浆提供CO2以及其他气体进入大气,从而影响气候。因此,有一个指南来了解什么是出来的,什么是留下来的,这很重要。”

论文的合著者Meredith Townsend, Wim Degruyter和Olivier Bachmann。这项工作得到了美国国家科学基金(NSF-EAR 1760004)和瑞士国家基金(200021_178928)的支持。

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故事来源:

材料所提供的布朗大学注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. Christian Huber, Meredith Townsend, Wim Degruyter, Olivier Bachmann。由挥发物和地壳流变控制的次火山岩浆房最佳生长深度自然地球科学, 2019;DOI:10.1038 / s41561 - 019 - 0415 - 6

引用此页

布朗大学。“为什么地下岩浆房有一个‘最佳’深度。”《科学日报》。《科学日报》,2019年8月19日。< www.koonmotors.com/releases/2019/08/190819132125.htm >。
布朗大学。(2019年8月19日)。为什么地下岩浆房有一个“最佳深度”?《科学日报》。2023年6月16日检索自www.koonmotors.com/releases/2019/08/190819132125.htm
布朗大学。“为什么地下岩浆房有一个‘最佳’深度。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2019/08/190819132125.htm(2023年6月16日访问)。

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