根据不列颠哥伦比亚大学的最新研究，青铜时代水下火山喷发留在海底的物质正在帮助研究人员更好地了解其母体喷发的规模、危害和气候影响。

大约 3600 年前，爱琴海南部一座半潜火山的喷发摧毁了圣托里尼岛，将火山灰、岩石和气体注入大气，并在海底阶地沉积了数公里长的沉积物。

灾难性的喷发和其他类似的喷发传统上与突然的气候变化有关。但最近的水下火山喷发(如 2022 年的 Hunga Tonga-Hunga Ha'apai 火山喷发)对气候的轻微影响使这一理论受到质疑。

现在，一项对古代圣托里尼火山沉积物的多年研究正在揭示这些形成火山口的大规模喷发的性质，并提供关于未来喷发可能如何影响地球气候的新线索。

在大规模喷发期间，火山喷发柱以火山灰、岩石和气体的形式穿过浅海，上升到数十公里外的大气层中。但是，这些材料究竟是如何以及有多少随后被输送到海面或地面仍不清楚。

“我们已经证明，陆上和海底环境中的火山沉积物结构可用于定量限制那里发生的喷发动力学，包括喷口源和环境条件，”不列颠哥伦比亚大学 (UBC) 研究员 Dr. 说。该研究的主要作者约翰·吉尔克里斯特 (Johan Gilchrist) 发表在《自然地球科学》(Nature Geoscience) 上。

“这项研究还提供了与梯田沉积物相关的喷发强度、射流高度和频率以及沉积波大小的关键下限。这将帮助我们预测这些形成火山口的喷发期间危害的演变，并了解火山喷发对气候的影响小得惊人。类似的事件。”

与 UBC Earth 和行星科学家 Mark Jellinek 博士一起，Gilchrist 博士分析了圣托里尼火山口周围的同心梯田——历史上称为米诺斯火山喷发。他们发现阶地宽度随着与喷口的距离增加而减小，并向后向上朝向火山口壁倾斜，这与其他梯状火山口沉积物一致。破火山口墙附近的梯田也比在破火山口中发现的纯海底或陆上喷发的梯田宽得多。

吉尔克里斯特博士有一种预感，在浅层海底喷发期间，沉积波在火山喷流周围周期性地坍塌，并在它们影响水面的地方传播。

为了验证这一假设，研究人员将粒子注入浅水层以模拟海底米诺斯火山喷发。实验证明，浅水喷发产生的下行沉积波会冲击并扩散到海面，引发海啸，也可能冲刷海底，具体取决于喷发强度和水深。

梯田沉积物留下了指纹，概述了喷发期间发生的事情、沉积波的大小，以及它们如何与水和海底相互作用。

“这项研究揭示的局限性将指导下一代水火山气候模型，旨在了解像 Hunga Tonga-Hunga Ha'apai 这样的喷发的质量分配特性以及地质记录中最大和最令人印象深刻的火山现象 -尽量减少它们对气候变化的影响，”耶利内克博士说。

梅西大学的火山学家 Gert Lube 博士补充说，他没有参与这项研究：“对于三个海底破火山口形成喷发的案例，这项研究首次提供了沉积结构与母体喷发条件之间的直接关系。这项研究的结果很有趣，可能会扩展到非海洋、火山口形成和较小的喷发事件。”