35万年前新西兰发生了一次火山“超级喷发”，我们现在知道它是如何发生的
35万年前新西兰发生了一次火山“超级喷发”，我们现在知道它是如何发生的。图片来源：Unsplash/CC0 公有领域
（化石网cnfossil.com）据《对话》（作者：安娜·米勒）：大约35万年前，新西兰北岛中心的景象与今天那片山区、灌木丛的景观大不相同。在冰川期，气温更低，环境更严酷。广袤的山毛榉和白云杉森林覆盖着该地区，为丰富的本地鸟类提供了栖息地。
就在这片宁静的背景下，地球上最爆炸性的喷发之一剧烈爆发，释放出足以覆盖全国大部分地区的物质。
现在，我和同事们拼凑出事件留下的痕迹，提供了前所未有的事件发生图景——同时为那些罕见的灾难——即所谓的超级喷发——的机制提供了重要的新见解。
重建一次超级喷发
瓦卡马鲁超级喷发是地球上有记录以来最大的一次爆发之一——也是新西兰著名的陶波火山带所产生的最大一次。
从瓦卡里/怀特岛延伸至鲁阿佩胡，这一动态区域是两个强大地质过程的产物：太平洋板块沉入澳大利亚板块之下，以及同时被撕裂的中北岛。
如今这里拥有众多火山地貌，从地热区、沸腾的温泉和泥潭，到破火山口系统和活跃的层状火山。
在其200万年的历史中，该区经历了四次已知规模极其巨大的事件，正式被归类为超级喷发——即火山爆炸指数最高得分8的喷发。
全球迄今仅有几十次被记录——最近的一次是约25,300年前帮助形成陶波湖的奥鲁阿努伊喷发。
对于火山学家来说，这些谜团是该领域最大的谜团之一：为什么地表下会积累如此多的岩浆，然后同时喷发？周围的景观又会发生什么？
为了帮助回答这些问题，我们转向保存下来的火山沉积物，这些沉积物可以用来重建这些罕见事件期间发生的过程。
超级喷发的两种标志性产物是“流动”沉积物——沿地面流动的高温、危险的岩石和气体块——以及“坠落”沉积物，通常是晶体和火山玻璃的混合物，从空中坠落。
火山学家面临的挑战在于，这些沉积物通常只被保存下来，而且它们往往散布在很远的距离上。
在瓦卡马鲁超喷发中，巨大的火山碎屑流在瓦卡马鲁和金国地区留下了厚厚的致密火山岩层。火山灰和浮石扩散得更远，覆盖了北岛大部分地区和太平洋部分地区。
我们研究的第一步之一，就是通过匹配喷发期间火山玻璃独特的化学特征，建立这些矿床的数据库。
这一过程类似于犯罪现场的法医科学：指纹可能暗示嫌疑人，但DNA证据可以确认匹配。在火山学中，沉积物可以提供它们如何形成的线索，但真正决定性联系的是它们的化学成分。
利用这一方法，我们分析了新西兰及南太平洋地区30多个遗址。所有这些都被发现源自瓦卡马鲁超级喷发。
通过这些对应，我们得以重建这段非凡的事件。
超级喷发的经过
喷发初期，北岛中部可能有一个大湖，类似于今天的陶波湖。
当岩浆到达地表时，直接喷涌入该湖，引发岩浆与水极其剧烈的相互作用，推动了喷发的最早阶段。
看来这一第一阶段是由单个岩浆体的疏散驱动的。
随着喷发的推进，湖泊逐渐被破坏并被填埋。最终，该系统转变为更干燥的火山活动风格。
与此同时，喷发演变成了地下规模更大、更复杂的事件。它似乎没有由一个岩浆室供给，而是触发了一个级联序列，至少有五个不同的岩浆体同时喷发。
喷发产生的火山灰数量令人震惊。
北岛大部分地区——甚至遥远的查塔姆岛——都铺满了大约30厘米或更多的布料。喷发附近地区被高达4.5米的火山灰掩埋。
高温密集的火山碎屑流也横扫地貌，在喷发源附近留下厚达数百米的沉积物。
我们估计此次喷发释放了约2300立方公里的火山物质——如果从雷因加角均匀分布到因弗卡吉尔，足以将新西兰整个地区埋在大约九米厚的碎屑之下。
如今，陶波火山带仍是地球上最活跃、最强大的火山系统之一。
虽然像瓦卡马鲁这样的超级喷发较为罕见，但陶波火山在其历史上曾多次产生较小但毁灭性的喷发，这些喷发都对新西兰乃至全球产生重大影响。
了解这些火山的运作方式至关重要，无论是为未来的喷发做准备，还是理解过去事件如何改变了我们今天所见的地貌。
作者感谢西蒙·贝克和科林·威尔逊对本研究的贡献。
