根据最近一期美国《科学》期刊的报道，一项关于冰岛火山系统的研究揭示了中地壳岩浆域的复杂性和动态性。这项研究挑战了传统的火山喷发模型，并为火山活动预测提供了新的见解。

长期以来，科学家们认为大多数洋岛和洋中脊上的玄武岩喷发是由位于中地壳或浅地壳的一个单一岩浆储层供给的。然而，在2023年12月至2024年5月期间，冰岛火山系统的频繁喷发却揭示出一个更为复杂的情况。由冰岛大学科研人员领导的国际研究团队对这些喷发事件进行了深入研究，发现冰岛火山系统中的岩浆并非来自单一的岩浆库，而是来自多个化学成分不同的岩浆储层。

图1. 熔岩流和裂缝的位置以及熔岩和火山岩样本的采集地点

研究团队通过对喷发产生的熔岩和火山碎屑进行高分辨率采样与地球化学分析，发现了明显的化学成分不均一性。这些喷发物不仅在钾（K₂O）与钛（TiO₂）比值、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 和 ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 同位素比值方面显示出差异，而且在不相容元素比值上也有所不同，表明冰岛火山下方存在多个化学成分各异的岩浆储层。

此外，研究还指出，在不同喷发事件中观察到的地球化学特征的变化说明这些岩浆储层并非静止不变，而是在经历着复杂的动态演化，包括岩浆的注入、混合以及分异等过程。某些熔岩和火山碎屑的化学成分处于两个ji端成分之间，并且含有骨骼状橄榄石和斜长石晶体，这进一步证明了在喷发前或喷发过程中存在快速的岩浆混合现象。

该研究利用了斜辉石液体气压计来测量岩浆的平衡压力，为理解岩浆在地壳中的行为提供了新的视角。这项研究不仅挑战了我们对火山系统传统认知的简化理解，而且强调了中地壳岩浆域的复杂性和动态性。这对于提高火山喷发的预测准确性及评估火山风险具有重要意义。

图 3. 冰岛火山下方中地壳岩浆域的结构及其随时间的演化

尽管这项研究主要集中在冰岛的火山活动上，但它所采用的研究方法和所得出的结论对于全球其他地区的火山研究同样具有重要的参考价值。这项研究成果由Simon W. Matthews等人发表在《科学》期刊上，题为“A dynamic mid-crustal magma domain revealed by the 2023 to 2024 Sundhnúksgígar eruptions in Iceland"。

这项研究展示了地球科学领域的前沿进展，同时也体现了多学科合作的重要性，为进一步探索地球内部奥秘铺平了道路。（完）