科学家们发现了一次以前不为人知的火山喷发的证据在52万年前的爱琴海南部研究人员在海床上钻孔，提取带有厚浮石层的岩心这表明它是火山形成的。科学家将这一层命名为太古凝灰岩。大部分在水下的爆炸是巨大的,一个大约比2022年1月22日的Hunga Tonga-Hunga Ha 'apai火山喷发大10倍。

　　作者:Molly Colleen McCanta，田纳西大学

　　“在甲板上!”

　　在接下来的两个月里，每当我听到这种叫声，我就会跑到“乔迪斯决心号”的甲板上，看着船员们拉起一个30英尺(10米)长的圆柱形管道，里面装满了从我们的船下面的海底钻出来的多层彩色岩石和沉积物。

　　在2022年的冬天，作为IODP远征398的一部分，我在国际海洋发现计划的JOIDES Resolution上花了两个月的时间在南爱琴海巡航。我和我的地质学同事们利用这艘以前的石油勘探船深入海底，揭示了希腊圣托里尼岛海岸附近地区的火山历史。

　　我是研究火山岩化学的科学家。我利用我的专业知识将火山沉积物与导致它们的喷发联系起来，并了解岩浆在火山深处和喷发期间所经历的条件。

　　我们探险队在海底的钻探发现了50多万年前发生的一次大规模但以前不为人知的火山喷发。这一发现扩大了我们对构成南爱琴海火山弧的火山链的火山活动的理解。这样就可以对该地区进行更准确的危害分析。

　　长期以来，考古学家一直对公元前1600年左右的青铜时代晚期圣托里尼火山爆发着迷。这次喷发与附近克里特岛上米诺斯文明的衰落有关。由于该地区火山和地震活动的不稳定性，地质学家对该地区也有很大的兴趣。特别是因为该地区有大约1.5万居民，每年吸引约200万游客。

　　尽管有关于圣托里尼火山的重要陆地记录，但科学家们知道这些记录是不完整的。在陆地上，侵蚀、植被和额外的喷发事件常常覆盖或掩盖了较老的火山沉积物，造成了一个支离破碎的历史。IODP的JOIDES Resolution使深海钻探成为可能，使研究人员能够接触到很少在陆地上保存的地质记录。

　　火山爆发后，火山碎屑物质——在喷发过程中形成的岩石和火山灰——通过水柱沉降到海底。在那里，粘土和生物材料，如微小海洋生物的壳，不断地落下。在此过程中，它们盖住了火山岩沉积物。这一过程保存了单个喷发的记录作为一个单一的层。层随着时间的推移而形成，每一次连续的火山事件都创造了该地区火山历史的近乎连续的年代学记录。

　　398探险队的任务是获取这些深海记录，以便记录每个火山活动集中地区的火山爆发的广泛历史。

　　IODP 398考察队收集了岩心，以更好地了解该地区圣托里尼火山、克里斯蒂安娜火山和科伦坡火山的火山历史和复发间隔。JOIDES Resolution的工作人员钻了12个点，最大深度为海底以下2950英尺(900米)。我们回收了超过11000英尺(3356米)的总岩心，超过780个岩心。

　　当技术人员将核心切割成4 1/2英尺(1 1/2米)的部分时，科学家们将聚集在一起观察这些物质。在岩心达到地表压力后，研究小组将把它们纵向分开，给它们拍照，分析它们的物理性质，如磁化率，并描述材料。岩心描述员测量并记录岩心中每个岩石单元的地质组成。

　　作为地球化学实验室的负责人，我采集了多层火山岩和火山灰的小样本，将它们溶解到溶液中，分析它们的微量元素组成。在一次喷发中，岩浆结晶并与接触到的水和岩石中的元素混合。岩浆中产生的化学变化对那次喷发的条件来说是独一无二的。所以一旦我弄清楚沉积物样本的化学成分，我就能确定它们的火山来源。

　　在考察期间，我们的研究小组在几个不同盆地的多个地点发现了一层厚厚的白色浮石层。船上的生物地层学将这一层的每一次出现都定在相同的年代:51万到53万年前。地球化学对比表明，各个钻孔的成分也相同。

　　在这些盆地中发现相同的地层，可以让我们的研究小组模拟出那次喷发可能有多大。我们利用考察期间收集的地震数据确定火山沉积物的体积约为21立方英里(90立方公里)。此外，它在某些地方的厚度可达490英尺(150米)。此外，我们确定这层火山岩分布在爱琴海南部1100平方英里(3000平方公里)的地区。

　　根据太古凝灰岩的特征，我们可以了解形成它的火山喷发的性质。它的厚度和分布范围表明太古凝灰岩是一次高强度喷发的结果。岩石中大量的小泡或小孔表明，在液体岩浆释放的同时，大量气体也被释放出来。这些小气泡描绘了一幅强烈喷发的画面，其中大量挥发性气体被迅速释放出来。

　　然而，尽管它的规模和凶猛都很明显，但这次喷发与之前已知的任何陆地沉积物或大型喷发都没有关联。陆地物质的相对缺乏表明主要是海底喷发。一旦我们知道我们在寻找什么，我们的团队就能够将我们新发现的深海火山沉积物层与圣托里尼岛，克里斯蒂安娜岛和阿纳菲岛上的一些以前不相关的小型陆地沉积物相匹配。这些沉积物的存在表明，在火山喷发期间，海面出现了一些断裂，这再次符合我们对一次剧烈喷发的看法。

　　对太古凝灰岩成分和年龄的进一步研究证实了这次喷发留下的岩石沉积物的独特性质。根据我们收集的数据，我们的团队认为太古凝灰岩是一次比青铜时代米诺斯火山喷发大6倍的喷发的结果，留下了厚30倍的岩石沉积物。如此大型火山沉积物的存在告诉我们，南爱琴海火山弧比科学家之前认识到的更有能力产生大型海底火山爆发。

　　另一位探险队成员，基尔GEOMAR亥姆霍兹海洋研究中心的斯蒂芬·库特洛夫告诉Phys.org:

　　确定太古凝灰岩扩展了我们所知道的关于南爱琴海的火山作用这表明危险的海底火山活动比以前认识到的更有可能发生。官员们需要自由评估火山对周围居民的危害。

　　但研究人员一致认为，他们预计不久的将来不会再发生如此规模的火山喷发。

　　Molly Colleen McCanta，美国田纳西大学岩石学和行星地球科学副教授

　　本文基于知识共享许可协议，转载自The Conversation。阅读原文。

　　总结:研究人员在爱琴海海底地层中发现了52万年前一次未知的大规模火山喷发的证据。