维苏威火山是欧洲最危险的火山之一。超过300万人生活在它的附近，在历史和史前时期，曾有爆炸性的喷发，摧毁了该地区的整个定居点和城镇。

因此，紧迫的问题是：维苏威火山何时会再次爆发，爆发的强度会有多大？

为了回答这个问题，苏黎世联邦理工学院的一个研究小组与来自意大利的研究人员合作，仔细研究了维苏威火山在过去一万年中的四次最大的喷发，以便他们能够更好地评估在可预见的未来是否可能出现危险事件。

研究的四次喷发包括3950年前的Avellino喷发，它被认为是未来喷发的一个可能的“最坏情况”，以及公元79年的喷发，它埋葬了罗马城市庞贝和赫库兰尼姆。后者是由罗马作家小普林尼记录的，因此所有这种类型的喷发都被称为“普林尼型”喷发。此外，火山学家研究了公元472年和公元8890年的喷发。公元472年的亚普林尼喷发是所调查的喷发中最小的，但与最近的汤加喷发相比，规模仍然相似。

在他们刚刚发表在《科学进展》杂志上的研究中，与主要作者Jörn-Frederik Wotzlaw和苏黎世联邦理工学院教授Olivier Bachmann合作的研究人员确定了火山沉积物中石榴石晶体的年龄。这种矿物是从岩浆中生长出来的，因为它被储存在维苏威火山下的上层地壳的岩浆室中。知道这些矿物的年龄，就有可能推断出在火山喷出岩浆之前，岩浆在这个室中停留了多长时间。

石榴石是确定火山喷出物年龄的一个不寻常的选择。研究人员通常使用锆石，这是许多火成岩中发现的微小附属矿物。然而，来自维苏威火山的岩浆碱性太强，无法使锆石结晶，但它却富含石榴石。

为了确定石榴石的年龄，研究人员使用了放射性元素铀和钍。石榴石的晶体结构包含了这两种元素，数量不多，但可以测量，其中以铀为优先。利用同位素铀238和钍230的比例，研究人员可以计算出矿物的结晶年龄。

这项研究的石榴石都来自ETH团队在米兰大学和巴里大学的研究人员帮助下现场收集的材料。为此，他们寻找了上述四次喷发的火山沉积物暴露在地表、可供取样的相应地点。

通过使用石榴石的结晶年龄，研究人员现在可以表明，维苏威火山最具爆炸性的岩浆类型（所谓的 “响岩质”岩浆）在更原始的、更热的岩浆从下层地壳涌入引发火山爆发之前，已经在上层地壳的一个库中储存了几千年。

对于这两个史前事件，研究人员确定，“响岩质”岩浆在室中停留了大约5000年。在历史时期的喷发之前，它在这个储存库中只储存了大约1000年。

对于所有的喷发，上地壳室中的“响岩质”岩浆的停留时间与维苏威火山的休眠期相吻合。Bachmann说：“我们认为，很可能是上层地壳中的大量响岩质岩浆阻挡了更原始的、更热的岩浆从更深的储层中上涌。维苏威火山有相当复杂的管道系统。”

火山下面有几个岩浆室，由一个管道系统连接。对喷发至关重要的顶部岩浆室，在相当短的时间内充满了来自下部岩浆室之一的岩浆。在这种较冷的环境中，岩浆冷却并结晶，导致残余熔体的化学变化（这一过程称为“岩浆分异”）。专家称维苏威火山的“分异”岩浆为辉绿岩。在某些时候（可能是相对固定的间隔），更原始的，或"岩浆"从更深的地方流入上腔。这种补给导致腔内的压力上升，这可以迫使闪石岩浆向上，可能一直到表面，开始爆发。

在过去的一万年里，维苏威火山下面似乎一直存在着一个岩浆库。然而，问题是，今天是否有一个可以为像3950年前或公元79年那样的危险喷发提供能量。

岩浆堆积的可能性不大

地震勘测表明，在维苏威火山下面大约六到八公里的深度确实有一个储层。然而，它所包含的岩浆的成分（即它是闪石型的，还是更多的岩浆）不能用地震技术来确定。但是，由于维苏威火山自1631年以来一直在生产大部分镁铁岩浆，研究人员认为，目前不太可能有分异的响岩在积累。“1944年的最后一次大爆发距今已近80年，这很可能是一个长期的休眠期的开始，在此期间分异岩浆可以积累。尽管如此，一次与公元79年的喷发相媲美的危险喷发可能需要休眠期持续更长时间，”Wotzlaw说。

如果在未来的几十年里，主要的岩浆被喷出，这可能表明地震勘探探测到的岩浆体不是由分异岩浆组成的，目前维苏威火山下面没有分异岩浆。“这就是为什么我们认为维苏威火山更有可能在持续数个世纪的休眠期之后才会发生大规模的爆炸性喷发，”Bachmann说。Wotzlaw补充说：“然而，像1944年或甚至1631年的那次较小但仍然非常危险的喷发可能在较短的休眠期后发生。到目前为止，准确预测火山喷发的规模和风格是不可能的。然而，现在可以通过监测来识别火山下的岩浆库的苏醒。”

密切监测

为了避免任何意外，维苏威火山及其活动已被24小时监测。例如，意大利国家地球物理学和火山学研究所测量火山周围的每一次地震，分析排放的气体，观察地面变形，这些都是地下活动的指标。还有一个应急计划，概述了如果监测得出结论认为火山爆发迫在眉睫，如何疏散大那不勒斯地区的人员。

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