晶体保存火山隐秘历史

参考消息网9月23日报道 据澳大利亚“对话”网站9月10日报道，晶体里藏着火山的隐秘历史和未来喷发的线索。

想象一下，你有一个水晶球，它能显示火山下一次喷发的时间。对于世界上生活在活火山附近的数亿人口来说，这将是一个极为有用的装置。

事实证明，某些晶体的确能帮助我们预测火山喷发。这些晶体是熔岩从地球深处向地表移动时产生的。

借助日益先进的科学方法，我们可以从这些晶体中提取火山的隐秘历史——过去喷发的原因、地点和时间。

这些历史记录有助于我们解读，火山不稳定的迹象(例如岩浆向地表移动引发的地震)是否会导致火山喷发。

岩浆是为火山喷发提供动力的超热熔岩，产生于地表下数十公里的地幔中。

岩浆在上升到地表的过程中，可能会在沿途的不同储层中停滞，并沿着复杂的路径到达最终喷发地。岩浆在上升的同时也会冷却，产生微小的晶体。这些晶体在岩浆喷发过程中被带到地表。

当岩浆到达地表时，可能会流动并产生熔岩，也可能爆炸并产生被称为“火山碎屑”的碎块。一旦熔岩和火山碎屑冷却下来，就会形成含有来自地球深处晶体的火山岩。

我们珍贵的“水晶球”在到达地表和喷发这一复杂、炙热的过程中幸存下来，保留了对在火山内部“所见”一切的记忆。

晶体的外观因构成它们的矿物而异。例如，绿色橄榄石在夏威夷熔岩中很常见，而在位于澳大利亚昆士兰州与新南威尔士州交界处的特威德火山的熔岩中，白色斜长石可能像一块巧克力那么大。

对于了解火山而言，有一种矿物非常重要，它叫斜辉石。其形成的黑色晶体闪闪发光，蕴藏着特别珍贵的信息。

斜辉石晶体通常很小，只有沙粒那么大。但在显微镜下，它们可以显现惊人的生长特征，这些特征记录了火山在喷发前内部发生了什么。

斜辉石晶体在内部同心区域内逐渐生长，就像树木年轮一样。正如树木年轮记录了气候变化一样，如果火山内部的岩浆环境发生变化，晶体不同环区的化学成分也会发生变化。

晶体边缘的最终生长区尤为重要，因为它可以告诉我们，火山喷发是否由从深处上升的新岩浆引发。我们甚至可以通过测量晶体在火山内部时化学变化的模糊程度，来估算岩浆到达地表通常所需的时间。

这些信息对未来的火山监测至关重要，因为我们往往可以根据地震或火山释放气体化学成分的变化，来判断火山地下深处何时有新岩浆上升。如果我们知道在火山喷发前会出现新岩浆，就能发出预警。

斜辉石晶体还可以在不同方向生长出不同成分，这为我们提供了更多线索。这就是所谓的扇形分区，看起来就像晶体内部的沙漏。

它之所以有用，是因为它告诉我们晶体生长得相对较快。这表明，岩浆在喷发前经历了复杂的活动，例如与其他岩浆混合、对流、上升或释放气体。在监测活火山时，我们可以在地表寻找这些过程的间接迹象，以确定火山是否会喷发。

同样重要的是，确定火山内触发喷发的事件的发生位置。这可以告诉我们，地震或变形的深度是否特别预示着火山即将喷发。

斜辉石晶体的化学成分也有助于我们了解结晶时的压力条件，这可以让我们了解地表下岩浆的储藏深度。

测量这些微小晶体的化学变化需要开展一些复杂的实验室工作。我们使用的工具包括：向火山晶体发射的细如发丝的激光，或者设在墨尔本等地的大型粒子加速器发出的同步辐射光，这些光可以聚焦成像细菌一样小的光束。

这种微观尺度的分析帮助我们从火山晶体中提取岩浆的秘密，重建火山的内部解剖结构，就像我们打开了一间玩具屋。（编译/刘白云）