那些被遗忘的火山喷发

印度西部的高止山脉有6600万年前德干高原火山爆发形成的火成岩。资料来源:dinodopothos/Getty

在古代地球的历史上，巨型火山喷发熔岩的频率比地质学家认为的要高。对地质记录的分析表明，在过去的30亿年里，至少比已知的最大火山爆发了10次。

这些喷发与地球历史上一些最彻底的变化有关。其中包括2.52亿年前最大的生物灭绝，当时火山爆发产生的热熔岩和有毒气体席卷西伯利亚。

“如果我们回到那个时候，我们会发现所有的喷发都非常大。”加拿大渥太华卡尔顿大学和俄罗斯托木斯克州立大学的地质学家理查德·恩斯特领导了这项研究，他说，“它们都是非常重大的事件。”

知道类似的喷发发生的时间和地点有助于地质学家确定矿藏的位置，重建历史上的超大陆，并理解地壳的诞生。研究其他星球上类似的火山活动甚至可以提供线索来揭示早期地球的地质历史。

恩斯特最近将研究结果提交给了支持这项研究的行业联盟。他希望在今年年底前通过一份法国巴黎世界地质图委员会的地图，向公众提供相关数据。

"这可能是在未来10年中起决定性作用的数据库."塔斯马尼亚大学的澳大利亚海洋地质学家迈克·科芬说。

令人惊讶的是，这些古老的火山爆发几乎看不见。他们喷出的岩浆已经被侵蚀，但是从地球深处到火山口的地下通道仍然存在。

恩斯特和他的同事周游世界，寻找这段旅程的痕迹。它通常看起来像是古代岩浆喷射形成的放射状辐条，或者围绕着早已消失的陨石坑展开。地质学家绘制了这些被称为“岩墙群”的特征，并用铀-铅法确定了每个岩墙中岩石的年龄。通过匹配这些岩脉的年龄，研究人员可以连接火山爆发时形成的岩脉。在调查过程中，他们发现了许多大规模火山事件的证据。

每一次新发现的喷发都会被输入恩斯特的数据库。"现在，我们已经收集了10到15件与西伯利亚事件有关的证据."恩斯特说，“我们以前不知道或者只有一点线索，我们也不知道它们的真实大小。”

其中包括13.3亿年前澳大利亚的一次喷发，它与中国北部的另一次喷发有关。摩洛哥马拉喀什卡扎菲亚德大学的地质学家Nasrrddine Youbi说。

技术上，这些火山爆发的学名是“LIPs”。它们可以在短短几百万年内喷发超过100万立方千米的熔岩。相比之下，1980年华盛顿州圣海伦斯火山的喷发只喷出了10立方千米的熔岩。

这些大规模的火山事件也会释放出气体，在地质“眨眼”中改变大气温度和海洋化学。今年2月公布的一项模型研究显示，西伯利亚大爆发使全球气温至少上升了7℃。火山爆发产生的硫将很快导致全球变冷和酸雨，导致超过96%的海洋物种灭绝。

挪威奥斯陆大学的火山学家摩根·琼斯说，时间流逝得越多，LIPs对全球环境的影响就越模糊。此外，时间顺序的不确定性也将增加，使得难以将个别火山爆发与特定的环境影响联系起来。“这超出了人们的理解。”他说。

平均来说，LIPs每2000万年左右出现一次。最近一次喷发是1700万年前的哥伦比亚河，现在是美国西北部。

纽约州立大学水牛城分校的火山学家特雷西·格雷格说，在地球上发现更多的LIPs将有助于理解其他邻近行星的地质历史。她和恩斯特联合组织了最近将在德克萨斯州举行的太阳系行星科学会议。

格雷格指出，金星、火星、水星和月球都显示出大规模爆发的迹象。在月球上，已知LIPs类型的火山爆发可以追溯到38亿年前。在火星上，它们可以追溯到35亿年前。但是因为没有板块结构来保持地表活动，这些火山爆发最终停止了。

"其他行星仍然保留着关于最早行星演化的信息，而这些信息在地球上已经丢失了。"格雷格说，“他们可以打开一扇了解地球早期历史的窗户。”(冯伟伟编著)

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