“地幔風”撕裂巖石圈 我國科學家揭示黃石超級火山形成機制

來源：滾動播報

（來源：科創中國）

困擾學界多年的美國黃石超級火山成因，如今有了顛覆性新解。《科學》10日發表一項重磅研究成果，通過高精度數值模擬，來自中國科學院地質與地球物理研究所等單位的科研人員首次揭示，黃石超級火山的形成并非源于傳統“地幔柱”，而是“地幔風”撕裂巖石圈、形成傾斜巖漿通道的結果，為破解超級火山之謎提供全新視角。

超級火山是地球上威力最大的火山類型，一次噴發就能拋出超過1000立方千米的固體物質，足以影響全球氣候和人類社會。位于美國懷俄明州的黃石超級火山在過去210萬年間發生過兩次超級噴發，分別噴出2500立方千米和1000立方千米的巖漿。

長期以來，學界主流觀點認為，黃石火山是地幔深處熱柱向上噴發的產物，巖漿沿垂直通道上涌。但近年觀測發現，黃石地下巖漿系統呈向西南傾斜的貫穿巖石圈結構，與垂直地幔柱模型明顯矛盾。

黃石超級火山下方巖漿系統示意圖。中國科學院地質與地球物理研究所供圖

此次，中國科學院地質與地球物理研究所曹澤斌博士、劉麗軍研究員等領銜的團隊，通過分析北美西部海量地質、地球物理數據，建立了高精度的地球動力學模型。

研究發現，北美中東部地下的法拉龍板塊持續下沉，像一只巨大的“推手”，驅動西側的軟流圈（地幔上部可緩慢流動的高溫層）形成大規模向東流動的“地幔風”。當這股東向的“地幔風”流經黃石火山下方時，突然遭遇一條狹窄的大陸巖石圈通道，在強烈的拉扯之下，地幔物質發生減壓熔融，從而產生了巨量的巖漿。

更關鍵的是，東向“地幔風”的推力和巖石圈自身的西向拉力共同作用，在黃石下方的巖石圈內形成了拉張應力，像撕紙一樣“撕裂”了巖石圈，制造出一條傾斜向上的虹吸通道。巖漿沿著這條通道像“爬樓梯”一樣逐級上涌，最終形成了觀測到的傾斜巖漿系統。

劉麗軍表示，這一機制完美解釋了黃石火山巖漿系統的傾斜結構、成分特征與演化規律，與多項觀測數據高度吻合，從根本上否定了傳統地幔柱假說，為理解火山動力過程、預測火山活動提供了全新的地球動力學視角。更重要的是，該機制可能普遍適用于全球其他超級火山，包括我國東北鏡泊湖火山、印尼多巴火山等。

（來源：科技日報 作者：陸成寬）