超級火山是能引發(fā)極大規(guī)模爆發(fā)的火山，對環(huán)境、氣候和人類社會影響巨大，深入理解其形成機制對火山災害預警有著重要意義。我國科學家首次清晰描繪了超級火山從巖漿產生到聚集的動力過程，為理解火山動力過程、預測火山活動性和預防火山災害提供了新的地球動力學視角。這一研究成果4月10日在國際學術期刊《科學》上在線發(fā)表。

　　圖為黃石超級火山下方巖漿系統(tǒng)示意圖。（受訪者供圖）

　　巖石圈是地球最外層的堅硬圈層，其下方的地幔溫度較高，粘度較低，在地質時間尺度上可緩慢流動，被稱為軟流圈。近年研究表明，超級火山的巖漿主要源自部分熔融的軟流圈物質，然而其巖漿形成和遷移的內在驅動機制至今仍不清楚，成為當前超級火山機制研究面臨的核心問題。

　　中國科學院地質與地球物理研究所（簡稱中科院地質地球所）研究團隊選取了典型的超級火山——位于北美西部的黃石火山作為研究對象，對當?shù)貛r石圈和對流地幔進行了高精度建模，計算相關動力學過程，構建完整的北美西部固體地球系統(tǒng)模型。

　　圖為黃石超級火山巖漿系統(tǒng)成因示意圖。（受訪者供圖）

　　地幔風是地球深部物質橫向流動的現(xiàn)象。研究人員通過該模型發(fā)現(xiàn)，東向流動的軟流圈地幔風在穿過黃石火山下方狹窄的大陸巖石圈通道時，因上升的熱物質與下行的地幔風相互拉扯導致減壓熔融，產生了大量巖漿。同時，在由軟流圈產生的東向推力與巖石圈密度結構產生的西向拉力的共同作用下，火山下方聚集的區(qū)域性拉張應力，“撕裂”了該處巖石圈，形成一條傾斜向上的貫穿巖石圈的虹吸通道。巖漿沿虹吸帶像“爬樓梯”一樣上涌、遷移，并不斷演化，最終形成火山下方巖漿系統(tǒng)的形態(tài)。

　　“超級火山單次噴發(fā)的固態(tài)物質體積可超過1000立方千米，破壞力極大，理解其巖漿系統(tǒng)的形成和演化機制對預防火山災害非常關鍵?！敝锌圃旱刭|地球所研究員劉麗軍表示，此次研究是國際上首次系統(tǒng)性揭示超級火山下方巖漿系統(tǒng)的形成機制，為研究并預測國內外其他活躍的火山從而實現(xiàn)防災減災提供了新思路和新工具。（記者魏夢佳、吳文詡）