位于玻利维亚中安第斯山脉深处的乌图伦库火山,被科学界称为“僵尸火山”,因为尽管它在大约25万年前最后一次喷发后已处于技术上的休眠或者灭绝状态,但却仍伴随着地震活动和气体喷发等现象,显示出难以解释的持续不安。近年来,国际科学团队通过一系列创新的研究技术,逐步剖析了乌图伦库火山内部复杂的地质构造,进一步揭示这座火山“复苏”背后的机理,为全球范围内类似“僵尸”火山的研究提供了范例。乌图伦库的地表表现出一种独特的“凉帽”形地貌变形模式,其中心区域出现隆起,而周围地区则相对下沉,这种形变既让当地居民忧心忡忡,也对科学家提出了复杂的挑战。为了评估该火山是否面临爆发的威胁,科学家们首先需要理解其地下岩浆和流体的运动轨迹及机制。然而,直到近期,乌图伦库的内部活动路径仍然神秘莫测。此次研究的最大亮点之一是结合了来自中国科学技术大学、牛津大学和康奈尔大学的顶尖专家的跨国合作力量。
研究人员利用超过1700起地震事件的数据资料,通过地震层析成像技术对火山浅层地壳的“火山管道系统”进行了高分辨率三维成像。这种技术类似于医学中的CT扫描,利用地震波在不同介质中传播速度差异,展现了火山体内部流体和岩石的分布和运动。地震层析成像结果显示,乌图伦库火山中心直接下方存在多个液体和气体聚集的储层,这些液体主要是地热加热的流体。火山下方的流体沿着多条通道向上迁移,积聚并导致火山地表产生明显的隆起。同时,周围地表的下沉现象被推测为流体重新分布和平衡的结果。通过结合物理性质的模型分析和岩石成分的详细研究,科学家进一步确认这些流体的运动和积累是引起火山表层变形的主要驱动因素。
过去研究已揭示乌图伦库位于全球最大地壳岩浆体──阿尔蒂普拉诺-普纳火山构造体上方,该火山构造体拥有巨大的岩浆储层和活跃的超热液系统,这些都是维持火山持续活动的潜在根源。此次研究重点在于明确流体如何在该系统内迁移和聚集,从而引发地表的异常活动。多学科结合的分析方法极大地提升了研究的精度和可信度。牛津大学地球科学系的Mike Kendall教授指出,跨领域的地球物理和地质学方法结合,帮助科学家更全面地认识火山系统的结构及其潜在风险,同时为地热能源开发等资源利用提供科学依据。中国科学技术大学的张海江教授强调,团队的成功得益于多种先进地球物理成像技术与岩石物理模型的融合,揭示了火山系统内部复杂的流体岩石相互作用机制。康奈尔大学的Matthew Pritchard教授表示,乌图伦库的研究方法具有广泛的适用性,未来可以延伸应用于全球1400多个可能活跃的火山,以及类似于乌图伦库的“僵尸火山”,为全球火山风险评估提供新的工具和思路。
研究成果表明,乌图伦库目前的火山活动更多源自岩浆体上方流体的动态平衡,而非岩浆直升喷发的前兆,因此出现大规模喷发的可能性较低。这对当地居民来说无疑是个安心的消息,但仍然需要持续监测以应对可能的变化。科学家们希望借助类似的综合性分析框架,进一步开展对其他火山的细致研究,助力于火山喷发预测、防灾减灾及地热能源开发等领域。乌图伦库的研究不仅为研究火山活动提供了新的视角,也加深了人类对深部地球动力学的认识。它展示了即使是“技术死亡”的火山,地下依然蕴含复杂的地质过程,持续演化,保持着“生命迹象”。随着地球科学技术的不断进步,未来对这类“僵尸火山”的研究将有助于提升火山监测能力和自然灾害预警水平,更好地保护生命财产安全。
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