地壳中含有部分熔融岩石的储层的物理特性随时间演变

一项新的研究揭示了为什么供给经常性和经常爆发性的火山爆发的岩浆房往往位于地壳内非常狭窄的深度范围内。发表在“ 自然地球科学”杂志上的研究结果可以帮助科学家更好地了解全世界的火山过程。

该研究利用计算机模型捕捉岩浆室,地壳中含有部分熔融岩石的储层的物理特性随时间演变。模型显示,两个因素 - 水蒸气从岩浆中冒出的能力,以及地壳膨胀以适应室内生长的能力 - 是限制岩浆室深度的关键因素,岩浆室一般位于岩浆室之间。深10公里。

布朗大学的研究人员,该研究的主要作者克里斯蒂安·胡贝尔说:“我们从观察中得知,岩浆室的深度似乎是反复爆发的。” “为什么这个最佳点存在已经是一个长期存在的问题,这是第一个解释控制它的过程的研究。”

6至10公里的深度通常对应于浅侧约1.5千巴的压力和深侧的2.5千巴的压力。模型显示,在压力小于1.5千巴的情况下,岩浆中的水很容易形成气泡,导致剧烈的火山爆发,从而可以将更多的岩浆从室内喷出而不是更换。这些房间很快就不复存在了。在超过2.5千巴的压力下,地球深处温暖的温度使岩浆房周围的岩石变得柔软和柔韧,这使得房间能够舒适地生长而不会喷射到地表。随着时间的推移,这些系统会冷却并凝固,而不会爆发。

“在1.5到2.5之间,系统很高兴,”Huber说。“他们可以爆发,充电并继续前进。”

Huber说,模型的关键在于它们捕获了主体外壳和腔室内岩浆的动力学。深部岩浆室在没有喷发的情况下生长的能力已经得到了很好的理解,但水蒸气对浅岩浆室施加的限制尚未得到认可。

“对于为什么这个可居住区应该以1.5千巴结束,没有一个很好的解释,”Huber说。“我们证明了天然气的行为非常重要。它只会导致更多的质量爆发而不是充电。”

Huber说,这些发现将有助于理解全球岩浆预算。

Huber说:“ 留在地壳中的岩浆与喷出多少的岩浆的比例是一个巨大的问题。” “Magma向大气中提供二氧化碳和其他气体,这会影响气候。因此,有一个指南可以了解什么是出来的,留下什么是重要的。”

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