超级火山爆发导致的“火山冬天”已经在地球上导演了数次“生物大灭绝”事件。美国黄石公园地下的黄石火山就是一个沉睡已久的超级火山。
历史上,黄石超级火山曾经有过三次大规模喷发,分别距今210万年,130万年和64万年,喷出的火山灰从太平洋沿岸直到墨西哥湾,覆盖了当今美国2/3的土地。
直径近百公里的黄石超级火山口就是这三次喷发在地球表面留下的“脓疮”,而它属于“黄石-蛇河热点”(Yellowstone-Snake River Plain hotspot)的一部分。
长久以来,科学家对“黄石-蛇河热点”的源头有过诸多猜测。黄石火山爆发的巨大能量源自何处?
有人提出,美国西海岸的胡安德富卡板块俯冲到北美板块的下方,强大的板块应力如一支汤匙在热粥里搅动,导致地幔浅层的炽热熔岩上升,为黄石火山提供了热源。
但最近的地质学研究表明,黄石火山的热源来自地球更深处,能量远比想象的要强大!
通过地震层析成像技术,美国德克萨斯大学的科学家发现,黄石火山热点下方有一条长达350公里,一直延伸到加利福尼亚州和墨西哥边境的地幔柱!
通常来说,地震波在地幔中的传播速度因温度不同会发生变化,温度较高的地幔密度较低,地震波的传播速度也较慢。但这种探测方法对地幔柱并不是很有效,因为这种垂直分布的柱状区域过于纤细,普通的地震波很难让它现形。
研究团队尝试将两种地震波形组合,终于揪出了潜伏在黄石热点下方的一股缓缓上升的地幔柱!
分析表明,这条地幔柱形成于地核和地幔交界处,温度高达600℃至850℃,从地球深处像一棵蘑菇慢慢生长起来,炽热的伞盖遇到坚硬的岩石圈,就会将其融化,在地壳浅层形成岩浆房并缓慢堆积,最终地表再也承受不住巨大的压力,巨量岩浆喷薄而出!
研究人员称,地幔柱上升的过程可能会持续上百万年的时间,因此还无法准确预测黄石火山爆发的时间。
这项研究发表于最近的《自然-地球科学》期刊。
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