近日，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，位于超級(jí)火山噴口下方的黃石火山的巖漿庫中充滿了放射性熔融巖石。美國西北部黃石火山下的巖漿房是超級(jí)火山潛在災(zāi)難性力量的來源，黃石國家公園的巖漿房上次噴發(fā)是在大約64萬年前，覆蓋了北美大陸大片地區(qū)的火山灰。這個(gè)灼熱的密室位于地表以下3.1到9.3英里(5到15公里)，但這并不是它唯一的驚喜。據(jù)監(jiān)測(cè)黃石火山活動(dòng)的美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)稱，巖漿庫中充滿了放射性元素。
在黃石國家公園深處，地質(zhì)學(xué)家發(fā)現(xiàn)了放射性礦物鋯石的沉積物。鋯石因富含鈾和釷這兩種放射性化學(xué)元素而具有放射性。特別是鈾，通常用于核武器，是核反應(yīng)堆的燃料。釷也是一種類似的不穩(wěn)定元素，它放射阿爾法粒子，在地殼中比鈾更豐富。然而，這并不意味著黃石公園是一顆定時(shí)炸彈。相反，黃石公園巖漿相對(duì)較弱的放射性是解開超級(jí)火山秘密的關(guān)鍵。
在黃石公園和其他火山巖漿庫中，鋯石礦物對(duì)超級(jí)火山系統(tǒng)的高溫和壓力表現(xiàn)出了驚人的韌性。這種彈性加上放射性特征，使地質(zhì)學(xué)家有機(jī)會(huì)研究鋯石礦物，以確定巖漿房的年齡。美國地質(zhì)調(diào)查局的研究地質(zhì)學(xué)家Mark Stelten在本周出版的《美國地質(zhì)調(diào)查局破火山口編年史》中解釋了這一過程。這位地質(zhì)學(xué)家寫道，為了確定黃石國家公園巖漿庫的年齡，研究人員求助于一個(gè)叫做地質(zhì)年代學(xué)的地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域。地質(zhì)年代學(xué)研究的是地球物質(zhì)的年齡，比如火山巖和它們所含的晶體，通常是基于放射性衰變的。
巖漿中含有放射性原子，這些原子被并入從巖漿中生長(zhǎng)出來的晶體中。隨著時(shí)間的推移，這些放射性原子將以已知的放射性衰變速度轉(zhuǎn)變成另一個(gè)子原子。地質(zhì)學(xué)家可以利用這一事實(shí)，利用質(zhì)譜儀來確定含有原子的礦物的年齡。在黃石火山，Stelten博士說，科學(xué)家們已經(jīng)能夠分析黃石火山噴發(fā)的鋯石晶體，這些鋯石的歷史可以追溯到16萬年以前。
這些研究的結(jié)果表明，這些熔巖中的鋯石晶體可以記錄火山噴發(fā)前巖漿房長(zhǎng)達(dá)15萬年的生長(zhǎng)過程。這些數(shù)據(jù)表明，黃石火山噴口下方的現(xiàn)代水晶可能在30萬年前就已經(jīng)存在，其狀態(tài)與今天的圖像類似。這意味著，黃石國家公園下的巖漿房至少有30萬年的歷史。
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