这些发现是基于东加勒比地区构造板块边界的数据得出的。这些结果有助于我们了解火山喷发的类型和速度，以及喷发岩浆的组成。它们还可以帮助我们理解为什么有些火山比其他火山更活跃，以及为什么火山活动会随着时间而变化。

我们表明，这两种驱动力在数亿年里的相互作用是控制今天火山爆发地点的关键。

斯蒂芬·希克斯博士

地球科学与工程系

当两个巨大的构造板块碰撞时，一个板块会下沉或俯冲到另一个板块下面，坠入地球的地幔，释放水并融化。板块相互摩擦，熔化的物质上升形成岩浆，这些俯冲带是地球上一些最危险的地震和爆炸性火山爆发的原因。

然而，对于岩浆是如何在地下形成的，以及是什么控制了火山在上覆板块顶部的确切位置，人们仍然知之甚少。

现在，发表在《科学进展》上的一项新研究表明，上升的岩浆最终喷发，并不总是通过最短、最直接的路径到达地表的火山。

该研究的主要作者斯蒂芬·希克斯博士在帝国理工学院地球科学与工程系进行了这项研究，目前在伦敦大学学院工作。他说:“在这个备受争议的课题上，科学界的观点传统上分为两派。一些人认为俯冲板块主要控制火山的位置，另一些人认为上覆板块起着最大的作用。但在我们的研究中，我们表明，这两种驱动力在数亿年里的相互作用是控制今天爆发地点的关键。”

在压力下

俯冲的海洋板块就像巨大的水库，将水输送到地球深处。这些流体通过板块诞生时形成的裂缝和断层进入板块，然后在地球的深海海沟下弯曲。水被锁定在裂缝中，并与板块内的矿物质结合。

俯冲板块在俯冲到10到100公里深的时候承受着高压和高温。这些极端的条件导致锁在里面的水和其他挥发性元素被赶走。这些流体融化了上面温暖的地幔，是岩浆的关键成分，这些岩浆最终在地球海洋边缘的火山弧周围爆发，比如环太平洋火山带。然而，流体和熔体在地球深处，从俯冲板块到火山弧的路径，既不能直接看到，也不容易从喷发的东西中推断出来。

我们的发现为我们提供了火山爆发背后的重要线索，并可以帮助我们更好地了解火山下面的岩浆库是在哪里形成和补充的。

Saskia Goes教授

地球科学与工程系

为了进行这项研究，研究人员使用地震数据绘制了三维地震吸收图，类似于CT扫描绘制我们身体内部结构的方式。当地震能量穿过不同的物质时，地震波不是减速就是加速。随着速度的变化，波的能量也随之消散。热的和熔融的岩石尤其衰减:当地震波穿过岩石时，它会消耗能量。

该团队从东加勒比的一个俯冲带收集了地震数据，该俯冲带形成了小安的列斯群岛的火山岛，他们使用海底地震仪构建了地下的精确3D图像。

不同寻常的是，该研究发现，在火山深处，地震衰减最强的区域从火山下面的侧面被抵消了。这些图像使作者得出结论，一旦水从俯冲板块中被排出，它就会进一步向下携带，导致火山前沿后面的地幔融化。然后，熔化物在上面的板块底部聚集在一起，然后可能被运送回火山弧。 

研究人员使用地震数据绘制了三维地震吸收图，类似于CT扫描绘制我们的身体

研究报告的合著者、帝国理工大学地球科学与工程系的Saskia Goes教授说:“我们对流体和熔体路径的认识传统上集中在太平洋周围的俯冲带。我们决定转而研究大西洋的俯冲，因为那里的大洋板块形成得慢得多，伴随着更多的断层作用，它的俯冲比太平洋慢得多。我们认为，这些更极端的条件将使流体和熔体路径更容易通过地震波成像。

“我们的发现为我们提供了关于火山爆发背后过程的重要线索，并可以帮助我们更好地了解火山下面的岩浆库是在哪里形成和补充的。”

这篇发表的论文是来自英国、美国、德国和特立尼达的科学家之间的国际合作的结果。 

了解岩浆有助于我们了解火山活动

这项研究由UKRI下属的自然环境研究委员会(NERC)资助。

Hicks等人于2023年2月1日发表在《科学进展》上的“Slab到弧后到弧:流体和熔融途径通过小安的列斯群岛下的地幔楔”。

主要和最后的图像:Shutterstock

GIF和图表:Hicks等人。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。