一座巨大的火山，沉睡了近40年后突然爆发，喷出滚烫的熔岩，威胁着附近居民的生命财产安全。这就是2022年发生在夏威夷莫纳罗亚火山（Mauna Loa，世界上最大的活火山）上的真实事件。科学家们一直想知道：是什么触发了这次爆发？最新的一项研究揭开了这个谜底。
火山喷发就像人生病一样，有时会有一些小症状，例如偶尔的地震或地表轻微变形，这就像“肚子疼”一样。但“肚子疼”不一定会导致严重的疾病，同样，这些小症状也不一定意味着火山即将喷发。科学家们面临的挑战是如何区分这些“小毛病”和真正的喷发前兆。
这项新研究的关键在于“岩浆”（Magma，地下熔化的岩石）。岩浆在地下流动和聚集，就像人体的血液一样。当岩浆积聚到一定程度，压力过大时，火山就会喷发。科学家们利用各种“侦探工具”，例如监测地表变形、地震活动、气体排放等，来追踪岩浆的活动。他们还研究了火山喷出的岩石——就像医生检查病人的血液样本一样——来了解岩浆的成分和变化。
研究发现，在莫纳罗亚火山2022年喷发前两个月，地下深处就开始“闹腾”了。大量的岩浆从地下深处向上侵入（magma intrusion，像注射器一样向上挤压），涌入火山顶峰下方较浅的区域，就像火山“喝饱了水”一样膨胀起来。这个过程持续了两个月，最终触发了火山爆发。
在此之前，科学家们认为莫纳罗亚火山峰顶下方只有一个大的“岩浆仓库”（magma reservoir，岩浆聚集的地方）。但新的研究发现，其实有两个“仓库”：一个比较深的，一个比较浅的。岩浆先进入深处的“仓库”，然后再向上移动到浅处的“仓库”，最后喷发出来。这就像水库放水一样，先从深层水库流到浅层水库，然后再流出去。
科学家们发现，在火山爆发前，除了地震次数增加外，还会出现地表变形加剧、地面倾斜以及地震波速度变化等现象，这些都与浅层岩浆库的活动有关。通过综合分析这些“火山指标”，科学家们可以更准确地预测火山爆发的可能性，并提前发出预警，保护人们的生命财产安全。
参考文献：Lynn, K.J., Downs, D.T., Trusdell, F.A. et al. Triggering the 2022 eruption of Mauna Loa. Nat Commun 15, 9451 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-52881-7
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