科学家调查索科罗岩浆体以增进对火山的了解

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(a)新墨西哥索科罗岩浆体地震延伸的地形图(Balch等人，1997年；莱因哈特和桑福德，1981)，在北美西南部(插图)。第四纪断层(洋红色线)、三个连续的GPS站(红色菱形)和La Ristra地震站的位置(黑点)(West等人，2004年)以供参考。橙色多边形描绘了中地壳低地震波速度的西北-东南范围(20千米深度的相对Vs小于5%，来自West等人(2004年))。(二)。从2017年7月1日到2021年12月21日，SMB的InSAR测量显示了观察到的草帽式表面变形。GPS站(红色)和SMB轮廓(纯黄色)如(a)所示。黄色椭圆(长虚线)描绘了压力源，较大的黄色圆圈(短虚线)显示了SMB现实模型中CR的地图范围。学分:地球物理研究快报(2023)。DOI: 10.1029

（）据新墨西哥大学（Dani Rae Wascher）：尽管人们已经对火山进行了广泛的研究，但揭开潜在的岩浆运输之谜仍是一项具有挑战性的工作。新墨西哥大学物理与天文学系的研究生格兰特·布洛克(Grant Block)最近对新墨西哥州索科罗的索科罗岩浆体(SMB)进行了一项彻底的研究，该研究为火山活动中重要的岩浆过程提供了一个窗口(尽管SMB上方没有这样的活动)。

Block和他的博士生导师Mousumi Roy教授与位于费尔班克斯的阿拉斯加大学合作，以加深对SMB的理解。这项名为“异质地壳中的加压岩浆:美国新墨西哥索科罗岩浆体的案例研究”的研究最近发表在《地球物理研究快报》杂志上。

本文模拟了地壳中的岩浆如何储存在岩浆体(主要是液态岩浆的区域)和“糊状”(主要是固态晶体和一些液态岩浆)中。糊状区被认为太粘而不会喷发，但很可能比周围的岩石更脆弱。

本项目的目的是试图更好地理解在SMB上方表面观察到的引起中央隆起和周边下沉(称为“草帽变形”)模式的机制。SMB是中地壳岩浆体，其上没有岩浆运输或火山作用，这使它成为研究中地壳岩浆体动力学的理想“实验室”。

“加深我们对中地壳岩浆体的了解将有助于我们更好地理解它们所在的完整地壳岩浆运输系统。正是这些系统滋养了地球上的每一次火山爆发，所以研究它们至关重要，”布洛克说。

具体来说，布洛克和他的团队对“糊状物”在这些系统中的作用很感兴趣。糊状物是已经结晶到粘度太大而无法喷发的岩浆，但仍然比周围的岩石更容易变形。它被认为在岩浆库(如SMB)的动力学和演化中很重要。

本项目利用索科罗岩浆体(SMB)的表面变形来研究岩浆-岩浆相互作用。SMB先前的地表变形测量显示了长期的“草帽”变形。

“我们这个项目的目标是使用SMB上方的表面变形测量来更好地理解SMB中糊状物的作用。这可能会增加地球科学家对地壳岩浆运输系统的整体理解，”布洛克说。

Block的研究是计算性的，这意味着他在UNM研究计算中心(CARC)开发了一个简化的SMB系统的计算机模拟。这些模拟的发展是由位于费尔班克斯的阿拉斯加大学的合作者分析的卫星雷达数据提供的。布洛克证明，他的模拟与从雷达数据中观察到的地表运动模式吻合得很好，这些数据是由位于费尔班克斯的阿拉斯加大学分析的。

“这个协议允许我们使用来自我的模型的参数，例如SMB周围的糊状或柔性区域的几何形状和粘度，来预测实际的SMB系统(这很难直接观察到)。我们发现的这些参数可能会在以后的研究中得到进一步的验证。

新的卫星雷达测量结果与先前报道的模式一致，证实了这种变形在近100年中保持了显著的恒定。Block和Roy认为，这是由于SMB周围有一个大而弱的柔顺区域，它可能是糊状的。

他们的计算机模型再现了一种持久一致的草帽变形模式，这种模式取决于糊状物的性质以及岩浆体的加压，作者认为这些因素可以解释为什么这种模式相对罕见。

科学家们能够发现，当他们具有比以周期性不对称方式加压的SMB源周围的背景结构更低粘度的柔顺区域时，他们的模拟能够与数据具有良好的一致性。该柔顺区域可以以其它方式变得模糊或弱化。这个问题将是今后工作的主题。

“新墨西哥州没有人受到来自SMB或该州任何其他地方的火山动乱的紧迫威胁。然而，就在我们脚下是一个理想的试验场，它将帮助科学家了解世界各地的火山。除了SMB，新墨西哥丰富的自然景观和历史在很大程度上是由岩浆活动形成的——从Valles Caldera到El Malpais再到Bandelier。”

“我们生活在一个由火山塑造的国家，现在我们的国家可以在理解和保护人们远离火山方面发挥重要作用。这是每个新墨西哥人都可以引以为豪的事情，”布洛克说。

研究人员能够得出结论，非对称加压源周围的(潜在糊状)柔顺区域是SMB力学的合理近似，用地表速度数据验证。