近日,科學家們發(fā)現(xiàn),位于超級火山噴口下方的黃石火山的巖漿庫中充滿了放射性熔融巖石。美國西北部黃石火山下的巖漿房是超級火山潛在災難性力量的來源,黃石國家公園的巖漿房上次噴發(fā)是在大約64萬年前,覆蓋了北美大陸大片地區(qū)的火山灰。這個灼熱的密室位于地表以下3.1到9.3英里(5到15公里),但這并不是它唯一的驚喜。據(jù)監(jiān)測黃石火山活動的美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)稱,巖漿庫中充滿了放射性元素。
在黃石國家公園深處,地質(zhì)學家發(fā)現(xiàn)了放射性礦物鋯石的沉積物。鋯石因富含鈾和釷這兩種放射性化學元素而具有放射性。特別是鈾,通常用于核武器,是核反應堆的燃料。釷也是一種類似的不穩(wěn)定元素,它放射阿爾法粒子,在地殼中比鈾更豐富。然而,這并不意味著黃石公園是一顆定時炸彈。相反,黃石公園巖漿相對較弱的放射性是解開超級火山秘密的關(guān)鍵。
在黃石公園和其他火山巖漿庫中,鋯石礦物對超級火山系統(tǒng)的高溫和壓力表現(xiàn)出了驚人的韌性。這種彈性加上放射性特征,使地質(zhì)學家有機會研究鋯石礦物,以確定巖漿房的年齡。美國地質(zhì)調(diào)查局的研究地質(zhì)學家Mark Stelten在本周出版的《美國地質(zhì)調(diào)查局破火山口編年史》中解釋了這一過程。這位地質(zhì)學家寫道,為了確定黃石國家公園巖漿庫的年齡,研究人員求助于一個叫做地質(zhì)年代學的地質(zhì)學領(lǐng)域。地質(zhì)年代學研究的是地球物質(zhì)的年齡,比如火山巖和它們所含的晶體,通常是基于放射性衰變的。
巖漿中含有放射性原子,這些原子被并入從巖漿中生長出來的晶體中。隨著時間的推移,這些放射性原子將以已知的放射性衰變速度轉(zhuǎn)變成另一個子原子。地質(zhì)學家可以利用這一事實,利用質(zhì)譜儀來確定含有原子的礦物的年齡。在黃石火山,Stelten博士說,科學家們已經(jīng)能夠分析黃石火山噴發(fā)的鋯石晶體,這些鋯石的歷史可以追溯到16萬年以前。
這些研究的結(jié)果表明,這些熔巖中的鋯石晶體可以記錄火山噴發(fā)前巖漿房長達15萬年的生長過程。這些數(shù)據(jù)表明,黃石火山噴口下方的現(xiàn)代水晶可能在30萬年前就已經(jīng)存在,其狀態(tài)與今天的圖像類似。這意味著,黃石國家公園下的巖漿房至少有30萬年的歷史。
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