夏威夷大学(网址:Mānoa)的研究人员第一次能够估算出被淹没在水下的夏威夷火山卡马·阿瓦卡卡罗阿火山喷发的8次更古老的年龄。卡马·阿瓦卡罗阿火山位于大岛南海岸约20英里处,在过去的2000年里发生过9次喷发。
根据夏威夷大学地球科学家领导的一项新研究,这座火山以前被称为lki - ihi海山,夏威夷地理名称委员会于2021年将其重新命名。在过去的150年里,它至少喷发了5次。
该研究的主要作者、夏威夷大学地球科学系副教授亚伦·彼得鲁斯卡(Aaron Pietruszka,网址:Mānoa)说,卡马胡火山是夏威夷火山盾前唯一一个活跃的、暴露的例子。在其他夏威夷火山的盾状阶段发生的大量熔岩流出覆盖了火山历史的早期阶段。因此,更多地了解卡玛胡岛的发展和演变是很有意义的。
在这次喷发之前,夏威夷的水下火山只在1996年发生过一次已知并经证实的喷发。它之所以被发现,只是因为它恰好与大岛上的地震仪远程观测到的一个重要的地震群相吻合。
Pietruszka说,由于地震是短暂的,地震仪只能有效地追踪海底火山的持续活跃喷发。
科学家们使用了一种不同的方法来确定Kamaehu火山早期喷发的年龄。用潜水器从Kamaehu海底露头处取出冷却后的玻璃状熔岩碎片,用质谱仪进行分析,计算同位素镭-226的微量含量。
镭-226是一种已知放射性衰变速率的化学同位素,天然存在于岩浆中。Pietruzska和该研究的其他作者利用每个样本中镭-226的含量来估计海底熔岩喷发以来的时间。
人们相信夏威夷火山的生长经历了许多阶段。当邻近的活火山Klauea处于主要的盾构阶段时,Kamaehu目前处于最初的水下“预盾构”生长阶段。
随着时间的推移,夏威夷火山释放的熔岩的化学成分会发生变化。结合对熔岩化学的观察,Kamaehu熔岩的新喷发年龄估计表明,这个前盾状火山每1200年左右经历一次熔岩化学变化。
相比之下,基拉韦厄火山熔岩的化学成分在很短的时间内发生变化——几年到几十年——整个循环大约需要200年。
根据Pietruszka和他的团队的说法,这两座火山位于夏威夷热区顶部的位置可能与这种差异的产生有关。“地幔柱”指的是上升到地表的地幔区域,最终会融化,为夏威夷火山提供所需的岩浆。
根据模型以及来自钍-230的额外同位素数据,地幔柱的中心应该比外围上升得更快。该小组的发现独立地证实了这一概念,特别是Kamaehu熔岩化学中六个较长时间尺度波动的因素。
彼得鲁斯卡在休斯敦大学获得地球科学博士学位后,多年前在卡内基科学研究所开始了这项工作。他在2019年回到UH-Mnoa后,获得了水下潜水影片和Kamaehu的图像。
Pietruszka说,含有最高镭-226的熔岩也具有最新鲜的外观,反之亦然,具有“较老”外观的熔岩,即那些破裂、破碎和/或被海洋淤泥覆盖的熔岩。Kamaehu火山在过去的150年里喷发了5次,这表明这座火山的喷发频率为30年,这让他感到震惊。
据《每日科学》报道,与过去2000年里发生的8次火山爆发相比,这次火山爆发的平均间隔年仍然要短得多,尽管比基拉韦厄火山要慢得多,基拉韦厄火山实际上是连续喷发,每隔几年就会罕见地喷发一次。
据《今日大岛》报道,为了更好地了解夏威夷热点下神秘的上涌地幔柱对火山爆发的深刻影响,研究小组正在努力更好地了解夏威夷火山从最早的生长阶段到全面、持续活跃、成熟的运作方式。
Pietruszka和他的团队的发现最近发表在《地质学》杂志上。
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