一项新的研究发现,2018 年有记录以来最大的活跃水下喷发诞生了一个巨大的“婴儿”:一座摩天大楼大小的水下火山。
科学家们在马达加斯加附近的西印度洋发现了这座 2,690 英尺高(820 米)的火山,此前发生了一系列令人费解的地震,这些地震发生在通常地震平静的地区附近。在收集了地质数据(包括 2019 年对该地区水下调查的信息)后,该团队意识到有一座新的海底火山,其高度约为纽约世贸中心一号大楼的1.5 倍。更重要的是,这个新的“婴儿”来自科学家已知的最深的火山岩浆库。
“岩浆的来源,即水库,非常深”——研究首席研究员、巴黎大学巴黎地球物理研究所 (IPGP) 的海洋地球科学家 Nathalie Feuillet 在地下约 34 英里(55 公里)处告诉 Live科学。“这是火山学中我们第一次在岩石圈底部看到如此深的储层,”地球的外壳包括上地幔和地壳。
2018 年 5 月至 2021 年 5 月期间,超过 11,000 次可探测地震震动了马约特岛,这是一个位于马达加斯加和莫桑比克之间的小岛和法国领土。最强烈的地震是 5.9 级,但也有奇怪的地震嗡嗡声,或极低频地震,起源于地下深处;它们在地表感觉不到,但被世界各地的地震仪检测到。这些极低频地震与火山活动有关。
考虑到自 1972 年以来在马约特岛附近仅检测到两次地震,而且直到现在,最近的火山活动——该岛附近泻湖中的一层浮石——至少在 4,000 年前留下,这种突然的地震活动令人惊讶,研究人员在研究中写道。
根据 GPS 数据,2018 年 7 月,科学家们意识到马约特岛正以每年约 7.8 英寸(20 厘米)的速度向东移动。当时,岛上只有三四个 GPS 站,因此科学家们在岛上安装了全球导航卫星系统和海底地震仪,以了解更多有关那里发生的地质变化的信息。研究结果非同寻常:研究人员发现,联合陆地和海底地震仪在 2019 年 2 月至 2019 年 5 月期间采集了 17,000 个事件。
海上航行
2019 年 5 月,Feuillet 和她的同事有机会乘坐研究船 Marion Dufresne 进行航行。该团队知道马约特岛以东发生了岩浆事件,但他们不确定岩浆是否留在地壳深处,或者是否已经喷发到海底。
“我们希望看到一些东西,但并不确定,”Feuillet 说。
在2019后,她写道,“在车上,我们建立了一个协议分析由OBS [海底地震仪]记录的地震信号。在球队运营不眠不休,细分为转移的,我们能在不到 2 周的时间内精确定位近 800 次最大的地震(震级在 3.5 到 4.9 之间)。”
他们的努力得到了回报:“我们发现,这些地震大部分发生在离岛很近的地区(距离岛东海岸 10 公里 [6 英里]),但震源很深(在 20 到 50公里 [12 到 31 英里] 深),”Feuillet 写道。
然后,该船的多波束回声测深仪发出声波来绘制海底和水柱图,在马约特岛以东约 31 英里处发现了一个“非常大”的东西,Feuillet 说。它是一座水下火山,有一个金字塔形的建筑,大约 1.2 立方英里(5 立方公里)。这座火山是全新的。根据法国海军水文和海洋局之前的调查,它在 2014 年并不存在。
研究人员在研究中写道,根据 2014 年的调查,该地区“在海平面以下约 3,300 m [10,827 英尺] 处几乎平坦”。截至 2019 年 5 月,这座新造火山的山顶已升至海平面以下 8,465 英尺(2,580 米)。
这座火山产生的物质体积是其他有记载的深海火山喷发的 30 到 1,000 倍。它是 2012 年新西兰哈弗尔火山喷发的三倍多,是 2014 年冰岛巴达本加火山喷发的 2.5 倍,后者是冰岛过去 200 年来最大的一次喷发。
板块构造运动似乎导致软流圈中的熔岩向上移动,软流圈是刚性岩石圈正下方的地幔熔融上层。这些岩浆在地质堤坝中向上流动,这可以解释地震和随后的大规模喷发。
更重要的是,这次喷发似乎并不是马约特岛附近的第一次喷发。研究人员在研究中写道:“上坡和陆上马约特岛的大型熔岩流和锥体表明这种情况过去曾发生过。”
该团队正在监测该地区是否有更多的地震和火山活动。“它仍在喷发,”Feuillet 说。“海底熔岩的最后证据是在 2021 年 1 月。”