科学探索|欧洲最危险的火山之一维苏威火山何时会再次喷发？欧洲最危险的火山之一维苏威

维苏威火山位于意大利那不勒斯附近，最后一次猛烈喷发是在1944年，即第二次世界大战即将结束时。苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）的火山专家在一项新研究中发现，在另一次危险的爆炸性喷发发生之前，可能还需要几百年的时间。

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维苏威火山是欧洲最危险的火山之一。超过300万人生活在它的附近，在历史和史前时期，曾有爆炸性的喷发，摧毁了该地区的整个定居点和城镇。
因此，紧迫的问题是：维苏威火山何时会再次爆发，爆发的强度会有多大？

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为了回答这个问题，苏黎世联邦理工学院的一个研究小组与来自意大利的研究人员合作，仔细研究了维苏威火山在过去一万年中的四次最大的喷发，以便他们能够更好地评估在可预见的未来是否可能出现危险事件。
研究的四次喷发包括3950年前的Avellino喷发，它被认为是未来喷发的一个可能的“最坏情况”，以及公元79年的喷发，它埋葬了罗马城市庞贝和赫库兰尼姆。后者是由罗马作家小普林尼记录的，因此所有这种类型的喷发都被称为“普林尼型”喷发。此外，火山学家研究了公元472年和公元8890年的喷发。公元472年的亚普林尼喷发是所调查的喷发中最小的，但与最近的汤加喷发相比，规模仍然相似。
在他们刚刚发表在《科学进展》杂志上的研究中，与主要作者J?rn-Frederik Wotzlaw和苏黎世联邦理工学院教授Olivier Bachmann合作的研究人员确定了火山沉积物中石榴石晶体的年龄。这种矿物是从岩浆中生长出来的，因为它被储存在维苏威火山下的上层地壳的岩浆室中。知道这些矿物的年龄，就有可能推断出在火山喷出岩浆之前，岩浆在这个室中停留了多长时间。
石榴石是确定火山喷出物年龄的一个不寻常的选择。研究人员通常使用锆石，这是许多火成岩中发现的微小附属矿物。然而，来自维苏威火山的岩浆碱性太强，无法使锆石结晶，但它却富含石榴石。

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为了确定石榴石的年龄，研究人员使用了放射性元素铀和钍。石榴石的晶体结构包含了这两种元素，数量不多，但可以测量，其中以铀为优先。利用同位素铀238和钍230的比例，研究人员可以计算出矿物的结晶年龄。
这项研究的石榴石都来自ETH团队在米兰大学和巴里大学的研究人员帮助下现场收集的材料。为此，他们寻找了上述四次喷发的火山沉积物暴露在地表、可供取样的相应地点。
通过使用石榴石的结晶年龄，研究人员现在可以表明，维苏威火山最具爆炸性的岩浆类型（所谓的 “响岩质”岩浆）在更原始的、更热的岩浆从下层地壳涌入引发火山爆发之前，已经在上层地壳的一个库中储存了几千年。
对于这两个史前事件，研究人员确定，“响岩质”岩浆在室中停留了大约5000年。在历史时期的喷发之前，它在这个储存库中只储存了大约1000年。
对于所有的喷发，上地壳室中的“响岩质”岩浆的停留时间与维苏威火山的休眠期相吻合。Bachmann说：“我们认为，很可能是上层地壳中的大量响岩质岩浆阻挡了更原始的、更热的岩浆从更深的储层中上涌。维苏威火山有相当复杂的管道系统。”
火山下面有几个岩浆室，由一个管道系统连接。对喷发至关重要的顶部岩浆室，在相当短的时间内充满了来自下部岩浆室之一的岩浆。在这种较冷的环境中，岩浆冷却并结晶，导致残余熔体的化学变化（这一过程称为“岩浆分异”）。专家称维苏威火山的“分异”岩浆为辉绿岩。在某些时候（可能是相对固定的间隔），更原始的，或"岩浆"从更深的地方流入上腔。这种补给导致腔内的压力上升，这可以迫使闪石岩浆向上，可能一直到表面，开始爆发。