科学家实现对冰岛Fagradalsfjall火山喷发的近实时监测研究

2022年6月29日，《自然通讯》（Nature Communications）杂志刊发题为《2021年冰岛Fagradalsfjall火山爆发中不同的地幔组分与不变的氧同位素》（Diverse mantle components with invariant oxygen isotopes in the 2021 Fagradalsfjall eruption, Iceland）的文章。研究表明冰岛Fagradalsfjall火山喷发具有非同源地幔岩浆引发机制和相同的氧同位素组成的特征。该研究由俄勒冈大学、乌普萨拉大学、冰岛大学和亥姆霍兹波茨坦中心（GFZ）的研究人员合作完成。

通常，当火山科学家研究过去的火山喷发时，他们研究的是有限的喷发物质，例如，较老的熔岩流可能会被较新的熔岩流完全或部分掩埋。而在Fagradalsfjall火山喷发期间，科学家们实现了近实时熔岩监测与采样，以便捕捉火山喷发的化学演化过程。2021年Fagradalsfjall火山喷发是781年来Reykjanes半岛的第一次火山喷发，为确定冰岛下地幔的组成，特别是氧同位素组成（δ18O值）提供了独特的机会。喷发玄武岩的Zr/Y、Nb/Zr和Nb/Y值的变化范围约为之前描述的冰岛玄武岩范围的一半，并显示冰岛地幔（OIB）和富集洋中脊玄武岩（EMORB）的岩浆组成特征。

研究小组对氧同位素感兴趣是因为氧约占所有火山岩的50%，其同位素比率是区分地幔和地壳物质的非常敏感的示踪剂。氧同位素组成可以帮助科学家确定岩浆是源自地幔，还是在到达地表的过程中与地壳物质发生了相互作用。该研究表明，Fagradalsfjall的δ18O值不变，与正常上地幔难以区分，但较之冰岛其他地区喷发物质δ18O值显著偏低（例如，2014—2015年冰岛中部Holuhraun的喷发）。

该研究表明，冰岛最近一次喷发是由来自地球地幔的多个来源的岩浆提供的，每个来源都有其独特的元素特征，但不同来源岩浆的氧同位素比值完全相同。这一结果在以前从未在活火山中观察到过。该研究为不同的地幔源岩浆具有统一的氧同位素比值提供了新的令人信服的证据，这将有助于科学家更好地理解地幔动力学和完善冰岛的地幔模型构建。

转载本文请注明来源及作者：《地球科学动态监测快报》2022年第13期，王立伟 编译。