汤加发生30年来全球强度最大的火山喷发

<正>近日,南太平洋岛国汤加的洪阿哈阿帕伊岛海底火山发生喷发。数据显示,这是全球自1991年菲律宾皮纳图博火山喷发以来强度最大的一次火山喷发。汤加位于环太平洋地震带的地壳活动强烈区,由170多个岛屿组成,其中大部分为珊瑚岛,约40个岛屿有人居住。洪阿哈阿帕伊岛位于汤加首都努库阿洛法以北约65公里,无人居住。1月14日,洪阿哈阿帕伊岛海底火山发生喷发;1月15日下午再次喷发,     

汤加火山的地震学研究

俯冲带的地震监测仍然是一个挑战，特别是对于人口稠密地区。2022年1月汤加的洪阿汤加—洪阿哈阿帕伊火山的喷发以及引发的地震凸显了这一需求的急迫性。综合汤加地震学观测，推测汤加部分火山近期仍有小规模喷发风险。选取2009—2010年覆盖汤加的海底地震仪台阵数据，应用机器学习算法进行数据处理，得到汤加火山岛链附近高分辨率的地震目录。     

汤加海底火山喷发或将持续

连日来,南太平洋岛国汤加洪阿哈阿帕伊岛火山发生多次喷发,火山灰混着气体在太平洋上空升腾,火山喷发还触发了局地海啸. 该火山前身是一座海底火山,2009年喷发后形成新岛屿.它此前也曾多次喷发,但没有如此剧烈.有新西兰地质学家表示,事发地火山已苏醒,此次喷发可能持续下去.     

2022年汤加火山喷发与海啸观测

2022年1月15日世界标准时间4∶14，位于南太平洋汤加俯冲带火山链区域的Hunga Tonga-Hunga Ha’apai(HTHH,175.39°W,20.55°S)火山爆发并激发全球性海啸。聚焦火山喷发和海啸波的观测方法，介绍了海底传感器、大气波变化卫星图、电离层扰动对火山喷发和海啸的最新监测结果。结合该区域的地质构造与火山喷发历史资料，综述了2022年汤加HTHH火山喷发引起的海啸特征、最新观测手段，提出了对俯冲带火山海啸等进行详细的海洋地球物理调查、基于观测综合量化研究海底火山大规模喷发对全球气候的潜在影响等建议。     

太平洋火山特征与深部成因机制

太平洋板块边界和内部均发育大量火山，是研究地球火山的天然实验场。综述了太平洋火山特征与深部成因机制，表明研究人员对地球不同环境下的火山（包括大洋中脊、俯冲带岛弧、板内地幔柱等）进行了系统性研究，分别构建了减压熔融、俯冲板片脱水与富水地幔楔熔融、地幔柱高温熔融的经典模式。但目前学界对于板内非地幔柱型火山的深部岩浆起源以及浅部喷发通道等重要科学问题仍缺乏清晰的认识。未来需要采用创新观测手段，开展多学科交叉研究以取得突破。     

西太平洋俯冲带岩石圈变形研究

全球海洋岩石圈的最大弯曲与大地震发生在俯冲带。当弯曲应力超过岩石承受范围，就会产生正断层和地震，海水沿着正断层进入上地幔并发生蛇纹石化，引发浅源地震并可能造成灾难性海啸。选取西太平洋最具代表性的日本、伊豆-小笠原、马里亚纳和雅浦俯冲带以及汤加-克马德克俯冲带，归纳近些年的地球物理观测及地球动力学模拟的结果，对比分析了不同俯冲带挠曲正断层的分布特征，并探讨了俯冲板块变形与地震之间的相关性,以揭示俯冲板片弯曲变形及相应的正断层与潜在板块水化特征。     

新疆西南天山超高压榴辉岩、蓝片岩地球化学特征及大地构造意义

新疆西南天山高压-超高压(HP-UHP)变质带为一NEE-SWW向延伸的古俯冲增生杂岩体,其4个岩石组合对应于两个不同的构造环境.榴辉岩组合Ec1为变碱性玄武岩,地球化学特征与洋岛玄武岩(OIB)一致;Ec2微量元素成分特征类似富集型大洋中脊玄武岩(EMORB);蓝片岩组合Bs1微量元素则显示NMORB特征,上述组合应形成于海山环境.岩石中普遍发育的碳酸盐矿物以及绿辉石石英岩条纹/团块应源于上叠在玄武岩质海山之上的沉积物.Bs2则显示CAB地球化学特征.海山及其携带的远洋沉积物倾没于俯冲带内,在此过程中侵蚀并裹挟发育于活动大陆边缘的CAB物质或其再沉积产物和海沟沉积物,一起遭受高压至超高压变质作用后折返.各岩石组合空间上的交叠并置显示昭苏高压-超高压变质带是在洋壳俯冲过程中,海山玄武岩、火山弧玄武岩、深海和海沟沉积物经构造混杂交叠形成的俯冲增生杂岩体.     

西北太平洋地震层析剖面及地球动力学启示

具有较高分辨率的日本海沟-长白山-东乌珠穆沁旗的地震层析成像剖面,显示了太平洋板块俯冲板片的形貌特征和长白山、大兴安岭下方的岩石圈结构特征,表明太平洋板块以26°倾角俯冲到660 km之后明显下插,在其西侧伴有一显著低速的热上涌体,不存在俯冲板块继续向西深入的迹象.根据太平洋板块俯冲时间及俯冲作用引起岩浆活动的时间差,可认为中国东部中生代岩浆活动与太平洋板块俯冲无直接的成因联系.同时还强调地震层析剖面反映的是现存的深部结构,它可以保留某些中生代的岩石圈结构特征,据此可推测华北中生代岩浆的演化与大陆板块内软流圈上涌体的活动有关.     

秦岭北缘巨型陆内俯冲带的深部物理状态

秦岭造山带是一个复合型大陆造山带。燕山末期——喜马拉雅初期由于华北板块相对于秦岭造山带的俯冲,在秦岭北缘形成巨型陆内俯冲带。反射地震剖面揭示该带为一向南倾斜的强反射波组带,并且在两侧显示出明显的差异;大地电磁测深剖面中该带表现为略向南倾的低阻带。南侧为高阻体,北侧为多层结构;流变学特征揭示,该俯冲带南部相似于造山带的核带,北部则相同于中、新生代的大陆汇聚带,充分证明了秦岭北缘巨型陆内俯冲带的存在。     

俯冲和岩浆过程中的地球深部碳循环

地球表层短周期的地表碳循环影响全球气候变化和地球宜居环境，而地球上90%以上的碳存在于地球内部，地球内部长周期的深部碳循环对地表碳循环产生重要影响。介绍了汇聚板块边界、离散板块边界、板块内部和新型海山等不同构造背景深部碳循环的研究现状，并阐述将来需要深入研究的科学问题，包括俯冲带脱碳机制及其效率、碳在地幔中的存在形式等。     

Seismic tomography of the northwest Pacific and its geodynamic implications

High-resolution tomographic images across Japan Trenh-Changhai Mountains-lDong Ujimqinqi are displayed, showing the morphological feature of the subducted slab in the norhwestem Pacific margin and the eharaeter istics of lithosphere stmctures under the Changhai Mountains and the Da Hinggan Mnuntains. The Pacific plate began to penetrate into the deeper mantle after it subducted to the 660 km discontinuity with an underthmsting angle of 26°, but did not continue to mnve furrther westward. In contrast, there appeared a remarkable thermal upwelling zone to the west of the downward plate. In addition, the evidence frnm the subduction time and time lag between the subduetion and eon sequent magmatism indicates that there is no direct genetic correlatiom between the Mesoznic magmatism in eastern China ami subduction of the Pacific plate. In this work. we also emphasize that what the tomographic images reflect is the pre sent structure in the deep earth interior, which should preserve some Mesozoic lithospheric structure characteristics. In summary, we attribute the Mesozoic intense magmatic evolution in north China to the intraplate asthenosphere upwelling zone.     

松辽盆地中、新生代构造特征及其演化

松辽盆地发育在大陆内部古生宙－元古宙基底之上，出现在中生代火山岩带的后缘，经历了晚侏罗世地幔上隆、陆壳坳陷，早白垩世大规模岩浆上涌、引张裂陷、晚白垩世盆地挤压、构造反转和新生代较小幅度伸展断陷多阶段的构造演化。研究表明，发生在松辽盆地的从岩石圈伸展减薄到挤压增厚再到拉伸的复杂动力学演化过程是中生代伊泽奈崎大洋岩石圈朝东亚陆缘俯冲－碰撞作用的结果，松辽盆地的形成演化与洋壳运动方向、俯冲角度、俯冲速率的变化、俯冲带位置的迁移、大陆内部对洋壳消减了作用的响应方式等因素密切相关。     

厄尔尼诺事件和强潮汐与日本樱岛火山爆发的对应关系

日、地、月和行星相对位置的变化决定了潮汐的强度。其变化规模与全球灾害变化周期相对应。强潮汐加大垂直方向和水平方向海水的混合，使西太平洋和北太平洋暖水变冷水位下降，使东南太平洋冷水变暖水位上升，海温均衡运动和水均衡运动形成厄尔尼诺事件和相应的构造活动。天文和火山资料表明。行星冲日、近地潮、日月大潮、日食、月食的叠加所形成的强潮汐和厄尔尼诺事件与日本樱岛火山的爆发时间有非常好的对应关系。     

A deep seismic sounding profile across the Tianshan Mountains

The deep seismic sounding profile across the Tianshan Mountains revealed a two-layer crustal structure in the Tianshregion, namely the lower and upper crusts. Lateral variations of layer velocity and thickness are evidently shown. Low-velocity layers spread discontinuously at the bottom of the upper crust. The Moho depth is 47 km in the Kuytun area and 50 km in the Xayar area. In the Tianshan Mountains, the Moho becomes deeper with the maximum depth of 62 km around the boundary between the southern and northern Tianshan Mountains. The average velocity ranges from 6.1 to 6.3 km/s in the crust and 8.15 km/s at the top of the upper mantle. Two groups of reliable reflective seismic phases of the Moho (Pm1 and Pm2) are recognized on the shot record section of the Kuytun area. A staked and offset region, 20-30 km long, is displayed within a shot-geophone distance of 190-210 km in Pm1 and Pm2. Calculation shows that the Moho is offset by 10 km in the northern Tianshan region, 62 km deep in the south while 52 km deep in the north, and plunges northwards. In comparison with typical collisional orogenic belts, the structure of the Moho beneath the Tianshan Mountains presents a similar pattern. This can be used to explain the subduction of the Tarim plate towards the Tianshan Mountains. This intracontinental subduction is considered the dynamic mechanism of the Cenozoic uplifting of the Tianshan Mountains. The discovery of seismic phases Pm1 and Pm2 serves as the seismological evidence for the northward subduction of the Tarim plate.     

Magma storage beneath Axial volcano on the Juan de Fuca mid-ocean ridge.

Axial volcano, which is located near the intersection of the Juan de Fuca ridge and the Cobb-Eickelberg seamount chain beneath the northeast Pacific Ocean, is a locus of volcanic activity thought to be associated with the Cobb hotspot. The volcano rises 700 metres above the ridge, has substantial rift zones extending about 50 kilometres to the north and south, and has erupted as recently as 1998 (ref. 2). Here we present seismological data that constrain the three-dimensional velocity structure beneath the volcano. We image a large low-velocity zone in the crust, consisting of a shallow magma chamber and a more diffuse reservoir in the lower crust, and estimate the total magma volume in the system to be between 5 and 21 km3. This volume is two orders of magnitude larger than the amount of melt emplaced during the most recent eruption (0.1-0.2 km3). We therefore infer that such volcanic events remove only a small portion of the reservoir that they tap, which must accordingly be long-lived compared to the eruption cycle. On the basis of magma flux estimates, we estimate the crustal residence time of melt in the volcanic system to be a few hundred to a few thousand years.     

福建平潭岛火山岩及其板块碰撞构造

提出在福建东南沿海地区晚白垩世除了产出有拉张地球动力环境下火山（石帽山群火山岩）和深成（魁岐碱性花岗岩类）产物外，在长乐－南澳断裂带以东的平潭岛还产出有挤压地球动力环境下火山产物．其化学成分和岩系演化趋势显著不同于闽东南南园组和石帽山群火山岩，为独立的钙碱性角闪石英安岩系．其成因可能与库拉板块沿台湾中央山脉东侧向台湾海峡陆块的俯冲有关．闽东南地区早白垩世挤压环境火山产物（南园组火山岩）和晚自垩世拉张环境火山－深层岩系则可能与燕山早期台湾海峡陆块向闽东南大陆边缘的碰撞俯冲，而在晚白垩世停止俯冲，同时在台湾中央山脉东侧发生的俯冲作用所造成的“弧后扩张”有关．