一项关于澳大利亚火山的新研究改变了我们对爆炸性热点火山活动的了解
我们在《自然地球科学》杂志上发表的关于澳大利亚古老火山链的新研究正在帮助改变我们对“热点”火山活动的理解。
您可能会惊讶地发现澳大利亚东部拥有地球上最长的大陆热点火山链。这些火山在过去 3500 万年(每次 1 到 700 万年)期间喷发，当时澳大利亚大陆移动经过地球内部的一个热区(热点)，也称为固定热异常或地幔柱 。
但澳大利亚的热点似乎随着时间的推移而减弱。我们发现火山的内部结构和喷发因此发生了变化。我们的新发现表明，热点强度对火山内部结构的演化及其位置和寿命具有重要影响。
热点改变地球表面
热点火山可以产生非常大量的熔岩，并且在地球的演化和大气中起着重要作用。今天，著名的活跃热点火山包括太平洋的夏威夷火山和大西洋的加那利群岛。这些被称为海洋岛屿火山。
澳大利亚热点链提供了大陆视角并涵盖了热点的生命周期——这是一个独特的机会，可以更好地了解热点火山的工作原理、爆发原因以及它们如何随时间演变。
我们发现热点和岩浆供应的强度控制着地表火山的持续时间、构成和爆发性。大约 35 到 2700 万年前，早期的澳大利亚热点非常强大，并在昆士兰州产生了巨大而持久的火山，岩浆(熔岩)直接到达地表。
相比之下，新南威尔士州最近(20 到 600 万年前)的火山更小，寿命更短，这表明热点随着时间的推移而失去了强度。有趣的是，供应减少使岩浆到达地表的旅程更加复杂，停靠点(岩浆室)很多，爆发性喷发也更多。
引爆点发生在令人惊叹的特威德-沃伦宾(沃伦宾山)火山地貌，该地貌形成于 21-24 百万年前，位于今天昆士兰州和新南威尔士州之间的边界处。
岩浆的秘密之旅
为了发现火山内部岩浆的行程，以及它在喷发途中的停靠点，我们分析了火山晶体。这些是一路浮出水面的小英雄。主要由橄榄石、辉石和斜长石等硅酸盐矿物组成，晶体在高温下在火山内部生长，并记录喷发开始前发生的情况。
这些晶体在昆士兰巴克兰等北部火山中非常简单，这意味着它们会穿过少数简单的岩浆室。相比之下，在新南威尔士州的 南德瓦尔火山和瓦朗本格尔火山等南部火山中，晶体变得非常复杂，这意味着它们要经过许多繁忙的岩浆室——很多停靠点——经历了一段复杂的旅程。
重要的是，当岩浆停留在一个腔室中时，它会冷却下来，变得更粘稠，更难以喷发——有点像冷牙膏，而不是热咖啡。这种粘稠、惰性的岩浆可能需要新的、更热的岩浆(含咖啡因!)来推动它喷发。
如果发生这种情况，困在较冷岩浆中的气体可能无法逸出，因为岩浆太厚了。这会导致压力增加，最终像一瓶摇晃的碳酸饮料一样爆炸——一场爆炸性的火山喷发。
一个特殊的时钟
我们以火山岩的形式看到的冷而硬化的熔岩流包含一个特殊的时钟——放射性化学元素慢慢分解成稳定的子产物，随着时间的推移积累和增加浓度。
这个过程的美妙之处在于我们知道它发生的速度。通过测量放射性元素与其稳定子产物的比率，我们可以计算出火山岩的年龄。通过测量从火山底部到顶部的每条熔岩流的年龄，我们可以测量它的寿命。
我们的研究显示了澳大利亚火山的相关性，即使大部分已经灭绝，也可以更好地了解塑造我们星球演化的火山喷发。我们展示了热点强度和岩浆供应对地球景观的基本作用，以及火山的喷发方式和寿命。
这一突破使热点火山的内部结构及其演化可视 化成为可能，这在古老、暴露的澳大利亚景观中是独一无二的。
期刊信息： Nature Geoscience
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