Science 2026年7月18日 ScienceDaily 古老火山不只是制造混乱——它给整个大洋板块重新装修 地球最大的火山派对撞穿了一个大洋板块,使其化学改头换面、结构混乱。 0 0 分享 X / Twitter LinkedIn 复制链接 Image: ScienceDaily 科学家发现,地球上最极端的火山事件之一不仅仅建造了一个巨大的水下高原。它还让下面的洋底板块经历了一次彻底的化学改造。由冈山理科大学的讲师紫藤梓领导的研究团队,与东京科学大学的副教授石川晃和广岛大学的教授吉川昌子合作,利用地震波窥探了翁通爪哇高原(OJP)的下方。他们的研究结果发表在《地球物理研究快报》上,表明巨大的岩浆量穿透了现有板块,形成了垂直侵入网络,并化学改变了周围的岩石。 OJP下方的洋底板块并不像典型洋底板块那样结构简单。相反,研究人员发现了复合内部的证据,由水平层和被称为岩脉的垂直岩浆通道群交叉组成。当熔岩强行穿过裂缝并在其中冷却时,就会形成这些岩脉。这些侵入体的大群,称为岩脉群,在岩浆凝固后很久仍保留着强烈火山活动的记录。该团队还检测到板块内异常低的地震波速度,表明从地球深处上升的岩浆不仅仅是穿过——它很可能也改变了板块的化学成分。 OJP位于西太平洋下方,是世界上最大的洋底高原,形成于大约1.1亿至1.2亿年前,正值地球历史上最大的火山喷发时期。科学家提出,这次喷发释放了足够的热量、气体和火山物质,严重破坏了全球环境,可能通过改变海洋化学、气候和氧气水平导致了大规模灭绝。最近的研究表明,这次事件可能是由从地幔深处上升的热化学柱驱动的——一柱异常热的物质,其化学成分与周围地幔不同,可能携带再循环的古老洋壳。但直到现在,科学家们还没有完全理解岩浆如何影响现有的洋底板块。 为了检查OJP下方的板块,研究人员研究了称为Po波和So波的高频地震信号,这些信号由高原周围的海底地震仪和附近岛屿上的仪器记录。在典型条件下,这些波穿过洋底板块,并通过层状结构反复散射,使它们能够传播数千公里。但在OJP附近记录的波表现异常:Po波传播高效,而So波显著减弱。这一线索引导科学家使用地震波形建模,表明板块包含层状结构(水平层理)被岩脉群(垂直侵入)切割。水平层理允许某些波长距离传播,而垂直侵入则干扰并削弱其他波。 该团队还发现,在高原下方,Po波和So波都传播得明显更慢——这表明岩石更热、更不坚硬、有裂缝或化学性质与典型地幔物质不同。他们得出结论,仅结构无法解释低速,并提出来自热化学柱的岩浆上升穿过板块,形成了岩脉群,然后与周围地幔岩石反应,导致称为再富集的化学改造。当岩浆将化学组分恢复到之前部分熔融过程中失去这些组分的岩石中时,就会发生这种情况。地幔主要由橄榄岩组成;当部分熔融时,一些元素被移除,后来的岩浆可以将它们归还,改变岩石的矿物含量和物理性质。 结果表明,大规模火山事件不仅仅能用熔岩覆盖海底——它们可以破裂洋底板块,形成广泛的岩脉网络,并改变板块的化学性质。