中国科研团队在海底火山研究领域取得重要进展

中国科研团队在海底火山研究领域取得重要进展

近日，中国石油大学（华东）李振春教授团队在海底火山研究领域取得重要进展。团队采用全波形反演方法，对Juan De Fuca洋中脊轴向海底火山的岩浆系统进行了高精度成像，揭示了该火山的非对称岩浆管道系统，为理解火山喷发机制提供了新的视角。

近日，地球科学与技术学院李振春教授带领的“地震波传播与成像”课题组在Juan De Fuca洋中脊海下火山研究方面取得新进展，相关研究成果《基于全波形反演的海底火山非对称岩浆系统研究》（Asymmetric magma plumbing system beneath Axial Seamount based on full waveform inversion of seismic data）发表在Nature子刊《Nature Communications》上。论文第一作者为地球科学与技术学院杨继东（国家海外优青），通讯作者为地球科学与技术学院黄建平教授，中国石油大学（华东）深层油气全国重点实验室和地球科学与技术学院为第一署名单位，合作单位包括北京大学、德克萨斯大学达拉斯分校、德克萨斯大学奥斯汀分校、夏威夷大学等高校。该成果得到国家优秀青年基金（海外）、泰山学者特聘、山东省海洋科技基金青岛海洋科学与技术国家试点实验室联合资助。

岩浆系统的结构和动力学过程在火山喷发和演化中起着根本性的作用。然而，在大多数活火山系统中，地壳岩浆库和输运管道很难进行精确成像。本论文针对Juan De Fuca洋中脊轴向海底火山岩浆系统成像不清问题（图1），利用多参数全波形反演方法获得了火山口下方的高分辨率纵波速度、衰减模型、温度场以及部分熔融模型，查明了上地壳多个岩浆囊的空间分布情况，并在火山口西侧发现了一个新的岩浆库。研究表明，主岩浆库上层的最大熔融分数约为15-32%，其他部分约为10%至26%。此外，在主岩浆库下方有一个熔融分数约为4-11%的岩浆输送通道，在东部火山口下方有一个低速喉道，将主岩浆囊与海底喷发裂缝连接起来。这些发现揭示了Juan De Fuca洋中脊轴向海底火山的非对称岩浆管道系统（图2），为1998年、2011年和2015年岩浆喷发提供了新的见解。