世界上最深的火山爆发,最终产生了海底的一片玻璃花园

  在马里亚纳海沟的尖端附近,科学家们发现了一些稀有而奇妙的东西。2015年的某个时候,一个水下火山经历了一次大规模的喷发,喷发出熔融的岩浆缓慢进入周围的海洋。

  当高温岩浆遇水时,它开始快速冷却。结果如何?广阔的火山玻璃场。更令人惊奇的是,在4050-4450米(2.51至2.76英里)的深度,这是地球上发现的已知的最深的火山喷发。

  这一大片火山玻璃沿着马里亚纳海槽延伸7.3公里(4.5英里),马里亚纳海槽是一个弧形盆地,与沿马里亚纳海沟边缘延伸的活火山弧有关。因为这个地区正好位于俯冲带的边缘,一个构造板块的边缘在另一个构造板块下滑动,所以火山活动并不出乎意料,甚至也不罕见。但是研究这个活动并不容易。

  俄勒冈州立大学和NOAA的太平洋海洋环境实验室的海洋地质学家比尔·查德威克说:“我们知道,世界上大多数火山活动实际上是在海洋中发生的,但是大部分火山活动没有被探测到,也看不到。”

  “与火山作用有关的海底地震通常很小,大部分仪器在陆地上距离地震区域很远。这些区域很多都很深,不会留下任何蛛丝马迹。这使得这种底喷发非常难以捉摸。

  伍兹霍尔海洋研究所的自主水下航行器哨兵队于2015年12月首次注意到了迄今为止最深的一次喷发,这次喷发现在是一篇新研究论文的主题。

  当时,火山玻璃流看起来很原始。他们身上什么也没有,没有泥沙开始覆盖。附近的热液喷口也渗出了牛奶状的流体,这表明熔岩流仍然是温暖的。

  在2016年4月和12月返回了该地点,这次是使用远程操作的水下运载工具——NOAA的深层发现者和施密特海洋研究所的苏巴斯蒂安——以便科学家们能够对他们所看到的进行更多的控制。这些水下观察显示出快速下降的水热系统,表明喷发发生在2015年12月发现之前几个月的时候。

  “典型的火山喷发后,又释放和发泄了几年,生物利用通风口的热量,创造一个新的生态系统,”查德威克解释说。但过了一段时间,系统冷却下来,移动生物将离开。还有一些生物在徘徊,但数量明显下降了。”

  这提供了一个难得的机会,因为大多数水下火山喷发只是在它们发生之后很久才发现的。到目前为止,只有大约40个海底熔岩流被探测到。

  通过返回到火山爆发的地点,研究人员能够观察生命移动的速度。到了2016年4月,生活在热液喷口常见生物种类,如虾和龙虾,开始流窜;但不移动的物种,如海葵和海绵,这通常需要更长的时间才能在该区域看到。

  研究人员说,这支持了这次次喷发的时间线假设,这次喷发只是在它被发现之前不久出现。“海底火山能告知我们陆地火山海洋化学如何起作用,可显著影响当地的生态系统,”查德威克说。

  “当我们能找到这种底火山形成过程的时候,这是一个特殊的学习机会。“

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