某些超级火山的喷发极为猛烈，释放的岩浆量足以将纽约中央公园埋藏在12公里厚的火山物质之下。此类剧烈喷发后，地表会塌陷形成宽广而浅的火山口，称为破火山口。著名的破火山口包括美国黄石公园、印度尼西亚的鸟羽火山口以及日本大部分被淹没的鬼界火山口。鬼界火山上一次喷发发生在约7300年前，是全新世以来最猛烈的火山爆发之一。尽管科学家们确认这些超级火山系统未来仍有喷发可能，但关于岩浆如何在喷发前累积的过程尚不清楚。神户大学地球物理学家西马信一（Nobukazu Seama）指出：“了解如此大量岩浆的积累机制，是揭示超级火山喷发成因的关键。”
水下地震成像技术揭示岩浆系统结构
鬼界火山的水下环境为研究提供了独特优势。西马解释：“水下位置使我们能够开展大规模系统性调查。”研究团队与日本海洋地球科学技术机构（JAMSTEC）合作，利用气枪阵列产生受控地震波，并通过海底地震仪监测这些波在地壳中的传播路径。该方法成功绘制出火山口下方岩浆库的高分辨率三维结构图。
研究成果发表在《Communications Earth & Environment》期刊上，证实了古代火山喷发中心正下方存在一个大型富岩浆区。研究人员不仅描绘了岩浆库的大小和形状，还明确了其与历史喷发活动的关联。西马表示：“从岩浆库的范围和位置来看，它与上一次超级喷发时的岩浆库高度重合。”
新鲜岩浆注入驱动岩浆库再充填
目前岩浆库中的岩浆并非上次喷发残留物。过去3900年间，科学家观测到火山口中心形成了新的熔岩穹顶。化学分析显示，这些新岩浆的成分与上次喷发释放的岩浆不同。西马总结道：“这表明熔岩穹顶下的岩浆库正在接受新鲜岩浆的注入。”这些发现支持了一个更广泛的模型，解释了超级火山岩浆库如何在喷发后通过新岩浆的持续注入而逐步再充填。
对黄石超级火山及未来喷发监测的启示
该岩浆再注入模型与黄石及多巴等其他著名破火山口下方的浅层大型岩浆系统观测结果相符。西马指出，这项研究有助于科学家更深入理解超级火山喷发后岩浆供应的循环过程。他强调：“我们计划优化本研究中应用的水下地震成像技术，以更精准地监测和预测未来超级火山喷发的关键前兆。”
本研究由日本文部科学省第三次地震和火山灾害观测研究计划及日本学术振兴会（拨款号20H00199）资助，并与日本海洋地球科学技术机构（JAMSTEC）合作完成。
文献参考：
- Akihiro Nagaya, Nobukazu Seama, Gou Fujie, Satoru Tanaka, Hiroko Sugioka, Shuichi Kodaira. Melt re-injection into large magma reservoir after giant caldera eruption at Kikai Caldera Volcano. Communications Earth & Environment, 2026; 7 (1). DOI: 10.1038/s43247-026-03347-9