有些火山喷发非常剧烈，释放出的岩浆足以将整个中央公园埋在 12 公里厚的物质之下。在这样的事件之后，地貌塌陷成一个宽阔、相对较浅的火山口，称为破火山口。著名的例子包括美国的黄石公园、印度尼西亚的鸟羽公园和日本大部分被淹没的吉凯火山口。 Kikai 上次喷发是在 7,300 年前，是当前地质时代全新世最猛烈的一次喷发。虽然科学家知道这些系统可能会再次爆发，但对此类事件的累积过程仍然知之甚少。神户大学地球物理学家 SEAMA Nobukazu 表示：“我们必须了解如此大量的岩浆是如何积累的，才能了解巨型火山口喷发是如何发生的。”

水下地震成像揭示岩浆系统

Kikai 的水下环境提供了独特的研究优势。 Seama 解释说：“水下位置使我们能够实施系统的大规模调查。”该团队与日本海洋地球科学技术机构 (JAMSTEC) 合作，使用气枪阵列生成受控地震脉冲，并使用海底地震仪跟踪这些波如何穿过地壳。这种方法使他们能够绘制火山口下方结构的详细图片。

结果发表于通讯 地球与环境，确认古代火山喷发地点正下方存在一个大型岩浆丰富区。研究人员能够绘制水库的大小和形状，并确定其与过去活动的联系。西马说：“从其范围和位置来看，很明显，这实际上是与上次喷发时相同的岩浆库。”

新鲜岩浆注入驱动充电过程

目前存在的岩浆似乎不是早期喷发的残留物。过去 3,900 年来，科学家们已经观察到火山口中心形成了熔岩穹顶。化学分析表明，这种新物质与上次喷发时释放的物质不同。 “这意味着熔岩穹顶下的岩浆库中现在存在的岩浆很可能是新注入的岩浆，”西玛总结道。这些发现支持了一个更广泛的模型，解释了火山口火山下方的岩浆库如何随着时间的推移而重新填充。

对黄石公园和未来火山喷发的影响

所提出的岩浆再注入模型与黄石和多巴等其他主要破火山口下方大型浅层岩浆系统的观测结果一致。西马表示，这项工作可以帮助科学家更好地了解大规模喷发后岩浆供应循环是如何发展的。他总结道：“我们希望改进在这项研究中被证明非常有用的方法，以更深入地了解重新注入过程。我们的最终目标是能够更好地监测未来巨型喷发的关键指标。”

这项研究由文部科学省（文部科学省）（第三次地震和火山灾害观测研究计划（地震和火山灾害减少研究））和日本学术振兴会资助（拨款 20H00199）。该研究是与日本海洋地球科学技术机构（JAMSTEC）的研究人员合作进行的。