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百慕達群島海底死火山源頭 比原先估計深至少 250 公里

2019/5/20 — 19:56

資料圖片

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火山的源頭在哪兒呢?科學家以往一直認為火山源頭最深都只會在上層地幔 (Upper Mantle) 出現,但最新刊於《自然》研究就認為,火山源頭可能比原先估計更深。

美國康奈爾大學地質學家 Esteban Gazel 的團隊研究來自百慕達群島的海底死火山 (extinct volcanic seamount) 地質樣本,從岩石上的不同聚合物質,以了解該地區的地質演化史。該樣本早於 1972 年被抽取,長達 700 米。

透過分析樣本同位素、微量元素,以及測量水份及釋揮發物水平等,他們最初估計當地火山可能跟夏威夷一樣,是由 200-400 公里深的地幔地函熱柱現象形成。然而,這個有近 3,000 萬年歷史的樣本卻顯示,當地海底死火山源頭是源自更深層、充滿水份、結晶體,以及岩漿 (molten rock) 的區域。

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有份參與研究的明斯特大學 (University of Münster) 地質學家 Sarah Mazza 表示,她初時分析樣本時,已察覺百慕達海底火山地質可能與預想有所不同。她指出樣本的熔岩流動結構由不同質地組成,蘊藏多種礦物。此外,她們也從樣本發現含大量水份的晶體,而這種晶體且常見於聚合板塊邊緣的隱沒帶 (subduction zone) 。

不過,最終令他們確認百慕達海底火山可能是源自更深層區域,是樣本的鉛同位素。研究人員指出這種放射性最高的同位素從未在熔岩所發現,相信並非來自較淺層的上地幔,因此推測鉛同位素源頭可能是來自更深區域。研究人員再以數學模擬計算,嘗試找出最有可能出現這種同位素的位置,最終確定鉛同位素源自 400–650 公里深地過渡帶。除了形成了百慕達海底火山,部份火山亦形成更高的陸地,即百慕達群島。

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是次研究顯示,過渡帶可能對於了解的全球地球動力學及火山學極為重要,有機會可令科學家更了解這種神秘自然機制的秘密。 

來源:
ScienceAlert, Geologists Just Discovered a Source of Volcanoes Deeper Than Ever Before, 20 May 2019

報告:
Mazza, S.E., Gazel, Esteban., Bizimis, M. & et al. (2019). Sampling the volatile-rich transition zone beneath Bermuda. Nature 569. DOI: 10.1038/s41586-019-1183-6

文/Edward Ho、審核/Alan Chiu

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