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黄石公园史上最大规模的火山爆发

来源:环球科学

黄石公园的间歇泉正在喷发。 图片来源:Pixabay

在大约870万年前,位于爱达荷州南部和内华达州北部地区的草原开始破裂,释放出席卷北美地区的大量岩浆、气体和灰烬。在数小时甚至数分钟内,从天而降的黑色火山岩击打着这片土地,在这一区域活动的犀牛、骆驼和马等动物都因此死亡,植被也因此被毁。不久之后,地面也完全塌陷。那是黄石国家公园里超级火山喷发有史以来最猛烈的一次。

这是科学家们不久之前的发现。最近发表在《地质》杂志上的一项研究找到了这一超级爆发的证据,并估计它的规模比之前的记录保持者,发生于210万年前的一次喷发还要大30%。两次爆发都是非常巨大的,超级火山有能力摧毁一整个地区并释放出足以改变气候的气体和灰尘。科学家们相信,黄石公园的那座火山是被从地心深处冒出的热岩石所驱动的。当北美的构造板块在地表上漂移时,超级火山的地表活动位置也随之改变。在过去的1650万年中,从俄勒冈州到怀俄明州中都曾有其喷发的迹象。如今,它为黄石公园的间歇泉和温泉提供了能量,并经常成为社交媒体和网站上关于世界末日谣言中受青睐的话题。这项新的研究表明,这座火山历史上的活动比地质学家所认为的还要剧烈,但有迹象表明,这一热点的强度可能在减弱。

由英国莱斯特大学的地球化学家Thomas Knott带领的研究人员们首先分析了先前被认为来自一些较小间歇喷发的火山岩。但当Knott和他的同事们仔细研究了岩石并确定了它们的化学成分和年龄后,却发现它们出于同源。华盛顿州立大学的火山学家John Wolff并没有直接参与此次研究,但将这种岩石匹配工作评为“一流”研究。Knott团队为此付出了巨大的努力,在这一领域花费了数月的时间,并在实验室使用了一系列的分析技术。爱达荷州立大学的地质学家Michael McCurry 说:“我不知道观察岩石的方法有多少种,但大多数的方法都在这里了。”

火山沉积物散布于数万平方公里的土地上,只有超级火山喷发才能够将气体和灰烬散播得如此之远。“当你拿出地图并测量其规模时,你会觉得‘这不可能,一次火山爆发所喷出的内容物不可能距离这么远’”Knott说。“但当你意识到事实如此时,你就会意识到相比于大自然巨大的力量,人类是多么微不足道。”

这一事件现在被称为格雷陆地超级喷发(the Grey’s Landing supereruption)(以爱达荷州一处喷发物保存最完好的地方命名),经Knott的小组计算得出,它可能喷出了2800立方公里的物质。这么多的灰烬和岩石可以填满亚利桑那州大峡谷的近四分之三。如此大量的喷发物使得格雷喷发成为有史以来规模最大的火山喷发,使其能够和大约74000年前臭名昭著的印度尼西亚多巴火山大爆发(Toba supereruption)相提并论。一些科学家认为,这可能使人类濒临灭绝。

研究人员还发现了发生于900万年前的第二次喷发,那次喷发可能释放出了1700立方公里的物质。虽然这两次喷发的规模都是估计出来的,但鉴于该小组无法检测所有岩石,Wolff承认如果不是由于超级火山喷发,火山喷发沉积物不可能喷射得如此之远。

Knott的团队指出,这两个事件看上去与最近的黄石公园火山爆发大相径庭。它们不仅规模更大,而且温度更高、发生得更快。那时,超级爆发每五十万年就会袭击一次黄石地区。如今这一频率已经降至150万年。种种线索都表明黄石公园火山青春期时的活动更加猛烈,Knott的下一个计划就是找出其中的原因。热点是不是在消失?又或者地壳是不是比以前更厚了,因而覆盖掉了最近的大部分火山活动?

即使目前的火山爆发率表明在大约90万年内不会再发生火山喷发,但Knott指出,这一预测仅仅基于历史平均值,并不能预告自然界在何时如何行动。他说:“我们不想鼓励自满,也不需要贩卖恐惧。”

关于作者:

Shannon Hall

立足于落基山脉的一名屡获殊荣的自由科学记者。她擅长撰写有关天文学、地质学和环境的文章。

翻译:魏沁悦

审校:费哲妮

引进来源:科学美国人

引进链接:https://www.scientificamerican.com/article/biggest-ever-yellowstone-eruption-revealed1/

本文来自:环球科学
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