体验火山喷发就是见证大自然的原始力量。如果你想亲眼目睹，冰岛是一个绝佳的地理位置自 2021 年以来，雷克雅未克附近的雷克雅内斯半岛已发生七次火山喷发。
最近的冰岛火山喷发引起了地球科学家的关注像我这样的。火山喷发帮助我们详细了解火山的运作方式。我的团队一直在从雷克雅内斯半岛喷发的熔岩中采集样本，并发现了一些有趣的结果。
我们的一项研究结果表明第一次喷发产生的岩浆聚集在岛屿表面之下，在那里积聚能量，形成了壮观的喷发。最初的火山爆发使后续的喷发更容易发生。
冰岛为何被称为火之国度？
岛国冰岛有时被称为“冰与火之地”。早期定居者目睹了几次大“火灾”——或火山喷发——雷克雅未克半岛。
大约800年雷克雅内斯半岛没有发生火山活动，法格拉达尔斯菲亚尔火山咆哮着活了过来2021 年 3 月 19 日。随后，2022 年和 2023 年，法格拉达尔斯菲亚尔又发生了两次离散火山事件。随后，2023 年和 2024 年，桑德努库尔裂缝系统西部又发生了四次喷发。
虽然这些火山喷发提供了令人难以置信的奇观，但它们也有造成严重破坏的能力。
最近的 Sundhnúkur 火山喷发威胁着渔村 Grindavík、Svartsengi 地热发电厂和冰岛首屈一指的旅游胜地：地热温泉蓝湖。
熔岩在格林达维克镇范围内喷发，只有人造护堤防止了进一步的破坏。
是什么使得冰岛火山如此活跃？
冰岛是地球上独一无二的地方。它是大西洋中心巨大的火山群的一部分，而冰岛则暴露在海平面之上。
这条火山链被称为大西洋中脊，在板块构造中起着至关重要的作用。
板块构造描述构成地壳的巨大刚性板块如何相互滑动、相互碰撞和相互挤压。它们的行为慢慢地重塑了地球表面。
在一些地方，板块碰撞形成喜马拉雅山脉等山脉。在其他地方，一个板块滑入另一个板块之下，形成火山和地震，就像在日本一样。
在大西洋中脊（位于南大西洋和北冰洋之间）上，板块分离，熔岩流经其中。岩浆凝固成火山地壳，形成新的板块。
地质学家还发现了一股浮力十足的岩石热柱从深处崛起位于地球上与冰岛下方的大西洋中脊相交的地方。
这根羽流以及中部和南部大西洋的其他几根类似羽流可能引发了大西洋盆地的形成距今已有 2 亿多年。
与大西洋中脊相关的板块构造和冰岛下方的炎热岩石柱共同形成了冰岛的火山。
科学家们已经能够证明，雷克雅内斯半岛以前的火山喷发并不是在时间或空间上随机发生的。相反，它们发生在几个世纪以来的时期，沿着相同的火山带。
这些模式表明，这些火山时期发生在巨大的地壳力将雷克雅内斯半岛拉开时。看来，虽然板块均匀地拉开，但雷克雅内斯山脊部分的火山活动却随着时间的推移而脉动。
火山爆发的原因是什么？
许多团体，包括我的来自冰岛的同事，几乎每天都在收集喷发的熔岩。收集到的样本提供了火山喷发的重要科学时间序列。
记录火山时间序列就像定期抽取某人的血液以了解其健康状况一样。不过，在这种情况下，血液是炽热的熔岩。
一个初步研究另一个团队在 2022 年进行的一项研究表明，地幔（地壳下方的固体地质层）正在融化，为冰岛的熔岩提供养分，而且熔岩的化学成分随着时间的推移而发生变化。
他们认为这些变化与地幔熔融发生的地点和时间有关。
2024年7月，我和我的研究团队发表了使用灵敏的化学方法对火山爆发后的熔岩进行更长时间序列分析，有助于我们了解熔岩的成分和起源。
冰岛人居住的玄武岩层延伸到约 9 英里（15 公里）深。它是地壳的一部分。
位于地壳正下方的地幔是独特的——它主要由橄榄石等矿物那形成一种叫做橄榄岩的岩石。这些火山喷发的岩浆来自地幔橄榄岩。
这我的团队使用的化学方法透露第一批岩浆这些喷发物从地幔中升起，但却被困在地表之下岩浆房长达一年之久。洞室壁上的岩石融化成了岩浆，我们在分析中看到了它们的痕迹。
我们的研究还表明，岩浆在岩浆房中积累了水、二氧化碳和其他气体。这些水和气体使岩浆积聚了足够的压力，突破了地表并爆发把这些清洗一下。
地壳中聚集的岩浆可能引发爆炸性喷发——就像冰岛或加那利群岛的拉帕尔马岛2021 年可能需要这种类型的池化。
未来我们能期待什么？
历史经验告诉研究人员，这些喷发可能会持续很长时间。火山每隔几年就会喷发一次，每次喷发持续几天到几个月，最长可达几百年。
一代又一代的地质学家和火山学家可能会在冰岛开创自己的事业，数百万的地质游客将会体验到令人难以忘怀的美丽火山喷发。
随着这些火山爆发，冰岛人必须适应熔岩流可能会破坏基础设施，例如Svartsengi 地热发电厂，火山气体会引起健康问题。
法格拉达尔斯菲尔火山和松德努克火山的喷发已经为科学家提供了大量数据，并让我们深入了解火山的运作方式。
对雷克雅内斯半岛火山活动的持续研究将有助于科学家了解火山爆发的方式、时间和原因，并更好地管理与火山生活相关的危险。
詹姆斯·戴，地质学教授，加州大学圣地亚哥分校
