地 震 地 热 说 应 用
火山成因之1——意大利的火山研究
Seisman
意大利活火山少,休眠火山多,是一个研究火山成因的好地方。
意大利的研究区位于地中海北岸(36°~43°N,10°~18°E)。我们姑且把这里称为意大利地震柱构造,属于19-1号中地中海地震柱构造的主树。
意大利地震柱构造的基础资料见图1~图3、表1和表2..
图1是该地震柱构造在地表的投影,包含1963年至2011年5月14日M≥4.0的地震和大于6级的壳内强震(表1),还包括近50年来有过喷发、且最大喷发指数VEI≥2的1座活火山即意大利埃特纳(Etna)火山,以及14座历史火山,包括著名的意大利维苏威(Vesuvius)火山(表2)。图2是该地震柱构造内M≥4.0地震的三维立体图像。图3是意大利地震柱构造M≥4.0地震的震源深度时序图。
由图1和图2可以看到,意大利地震柱构造是单树型构造,只有一个树根、树干和树冠,最大震源深度可达514km。
对比这3张图,可以解读如下几点:
1)按照我们关于地震柱构造类型的划分,本地震柱构造属于高温高压暴发性的地震柱构造。其特点是,50~200km的地震活动较少,200km以下的热能积蓄可以直冲到达壳内,引起壳内强震和火山的活动。
2)1960年代初期,400km以下基无地震,壳内陆震与火山活动也极少,70年代以后,随着400km以下地震活动的增强,200~400km深度层的地震变得异常活跃,壳内陆震与火山也十分活跃起来。由此可见,壳内强震和火山的活动完全受到深部地震活动的影响与制约。这是地震柱构造的正常工作规律。
3)该地震柱构造目前的出地点大约处在38~39°N,15~16°E的位置上。Etna火山正处在该区域的边缘。二者的密切关系说明,现代火山的喷发活动完全受到意大利地震柱构造的控制。
4)由图1可以看到,目前已休眠火山的最后喷发时间,距离出地点越远时间就越早。这是一个很有趣的现象。由此我们可以设想,在2000年以前,沿着意大利的西海岸,曾经存在一个规模很大的熔岩囊,由于某种原因,或许与地震柱构造的生成机制有关的原因,从100BC开始,这个熔岩囊由西北向东南方向逐渐萎缩,20世纪初期萎缩至37~41°N,13~16°E的位置上,20世纪70年代以后萎缩至当前的出地点,即38~39°N,15~16°E的位置上。随着熔岩囊的萎缩,那些历史火山就像灯枯油尽一样相继地熄灭,或者休眠了。
5)其中有一座Palinuro火山,最后喷发时间8040BC,似乎表明这种萎缩的过程是复杂的,有反复的,或者还有局部构造的差异问题。
6)建议意大利的地震同行和火山工作者引为注意,如果400km以下的地震活动减弱,则这种萎缩过程仍将继续,并有加速萎缩的趋势;如果200~400km深度层的地震活动向西北方向扩展,则历史的熔岩囊存在复苏的可能性。由于地球在不停地运转,复苏不是不可能的。这是一种很微妙的事情。为了便于意大利的同行们能看到这个建议,本文将翻译成英文,适当的时候另行发表。
本文是有关火山成因的第一篇,也是20号中地中海地震柱构造的姊妹篇。
本文所采用的地震资料取自http://www.ncedc.org/ 网页的ANSS地震目录,火山资料取自http://www.volcano.si.edu/网页的GVP火山月报,谨此致谢。
(2011.6.6 初稿)
初见:http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-452242.html
图1 意大利地震活动的地表平面投影
图2 意大利地震活动的立体三维图像
图3 意大利地震震源深度的时间进程
表1 意大利M≥6地震目录(1963-2011.5.14)
表2 意大利火山喷发的历史记录
** Eruptions associated with caldera collapse are normally large (probably VEI >4), and those for which data are lacking to assign a specific VEI are indicated by a "C" in the VEI column. Likewise, Plinian eruptions in the absence of more quantitative data are marked with a "P" in the VEI column.
联系客服