参考消息网9月20日报道　据美国《科学日报》网站8月7日报道，地球科学家们长期以来一直认为，水——同存储在地壳中的浅层岩浆一道——推动了火山的喷发。现在，得益于康奈尔大学新近开发出的研究工具，科学家们已经知道，气态二氧化碳可能触发爆炸性火山喷发。

一个新模型表明，通常位于地壳构造板块内部的玄武岩火山的能量，来自于存储在地表以下大约20至30公里处的地幔内的深层岩浆。这项研究提供了关于我们地球内部深层动力学及构造的更为明确的写照，可以对针对火山隐患的规划工作产生影响。相关论文发表在美国《国家科学院学报》周刊网站上。

论文资深作者、康奈尔大学工程学院地球与大气科学系的查尔斯·N·梅洛斯教席工程学教授埃斯泰邦·加泽尔说：“我们过去曾认为，所有的运动都发生在地壳中。而我们的数据表明，岩浆是直接来自地幔处的——它们在二氧化碳出溶作用(即气体从液体中分离出来的过程)的推动下，快速地穿过地壳。”

加泽尔说：“这彻底改变了关于这些火山喷发发生机制的典型看法。所有的火山模型曾经一直被水是主要推动因素的看法所主宰。但水与这些火山几乎没什么关系，是二氧化碳导致这些岩浆从地球深处喷发出来的。”

大约4年前，加泽尔与2022届博士毕业生、现为加利福尼亚大学伯克利分校博士后研究员的夏洛特·德维特一起，研制出了适用于拉曼光谱仪(一种通过显微镜研究散射光子的装置)的高精度二氧化碳密度计。

然后，他们通过拉曼光谱仪对天然样本——即被包裹在火山喷发所产生的晶体中的显微级二氧化碳泡沫——进行了检测，并利用新研制的密度计对它们进行量化。

从本质上说，这些科学家是在考察一种可以提供岩浆历史的显微级时间胶囊。这项新技术对于在接近实时状态下精确估计岩浆存储至关重要，并且由加泽尔研究团队在2021年西班牙加那利群岛的拉帕尔马岛火山爆发期间进行了测试。

此外，他们还开发了评估激光加热对富含二氧化碳的(存在于火山晶体中的)包裹物影响的方法，并准确评估熔融包裹物和气泡体积。他们还开发了一种实验性的再加热方法，以便提高精度并准确统计以碳酸盐晶体的形式被包裹在气泡内的二氧化碳。

利用这些新工具，科学家对西非佛得角群岛福戈火山产生的火山沉积物进行了仔细考察。他们发现，被包裹在硅酸镁铁晶体内的显微级熔融包裹物中存在高度集中的挥发物。晶体中封存了较高数量的二氧化碳表明，这些岩浆是被存储在地表以下数十公里处(即在地幔当中)的。

研究团队还发现，这一过程与为这些火山提供能量的深层地幔源有关联。

据这篇论文称，这意味着像福戈火山喷发这样的爆发活动是从地幔开始并从地幔获得能量的，从而实际上绕过了在地壳中的存储过程，并且受到深层二氧化碳的驱动。

德维特说：“这些岩浆黏度极低，并且直接来自地幔。因此，在这种情况下，黏度和水不可能起到它们通常在较浅或者含有更多硅石的火山系统中所起的作用。在福戈火山，岩浆一定是受到了二氧化碳的快速推升，这很可能在火山的爆发活动中起到了重要作用。这是我们在理解玄武岩火山爆发的控制因素方面的重要进步。”

同时作为康奈尔大学阿特金森可持续发展中心教职研究员的加泽尔说，理解岩浆的存储将有助于让社会最大限度针对未来的火山喷发做好防范。

他说：“由于在熔融物接近地表之前，深层的岩浆储存无法通过地面变形加以察觉，这会对我们了解火山隐患造成重要影响。我们需要了解这些火山爆发的驱动原因。目前发现这些过程的唯一途径是对地震进行观测，但地震并不能告诉你究竟发生了什么事情。”

加泽尔说：“利用那些告诉我们火山爆发从哪里开始、岩浆在哪里熔化并储存在哪里以及火山爆发诱因的精确测量数据，我们可以制定更为完善的应对未来火山爆发的方案。”