大型火山爆發的頻率低於科學家的預期，現在火山學家認為他們可以解釋原因：超級噴發和小型噴發是由根本不同的過程觸發的。
義大利斯特朗博利島等小型火山爆發是由於熔岩從地球深處上升，然後在地下岩漿房中停滯，直到壓力積聚到足以將其噴射到地表。但是，大型火山（例如200萬年前在美國西部黃石國家公園下方爆發的火山）的岩漿房太大，以至於岩漿噴射的壓力無法引起噴發。
相反，熔岩會不斷積累，直到其巨大的浮力產生另一種應力，這種應力會使岩漿房頂部裂開並開始噴發，研究人員報告。
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瑞士日內瓦大學的火山學家盧卡·卡里奇說：“從本質上講，我們確定了兩種不同的噴發觸發機制——一種適用於高達約 500 立方公里岩漿的小型噴發，另一種適用於我們產生超級噴發的情況。”
卡里奇和他的同事今天在《自然·地球科學》（《大眾科學》是自然出版集團的一部分）中描述了這種情況。在地質記錄中，大型噴發的頻率低於科學家的預期，如果他們只是從隨著時間推移發生的小型噴發的數量中推斷出來。這種差異可能是由於抽樣偏差或大小型噴發之間的根本差異造成的。
卡里奇和他的團隊使用建模和模擬來研究導致噴發的眾多因素，從上升岩漿的熱量到裂開岩漿房頂部所需的力。對於小型火山，科學家們證實，來自下方的上升岩漿的壓力足以引發噴發。“這就像對著一個小氣球吹氣——如果你吹得足夠快，你就可以讓它爆炸，”卡里奇說。
但是，向更大的岩漿房新增岩漿就像徒勞地向熱空氣客運氣球吹氣。相反，超級火山會積聚大量的岩漿，這些岩漿的密度低於周圍的岩石，因此浮力更大。卡里奇說，在某個閾值時，岩漿房中有足夠的岩漿使其浮力足以使上方的岩石裂開並引發噴發。
這個想法得到了實驗室研究的支援，該研究也今天發表在《自然·地球科學》上。由瑞士蘇黎世聯邦理工學院的地球科學家維姆·馬爾法伊特和卡門·桑切斯-瓦萊領導的一個團隊測量了化學成分與許多火山中發現的熔岩相似的熔岩的密度。科學家們利用法國格勒諾布林的歐洲同步輻射裝置重現了地球內部的高壓和高溫。
從密度測量中，他們可以確定岩漿的浮力。“岩漿房越大，浮力開始發揮的作用就越大，”馬爾法伊特說。
卡里奇和他的團隊還計算出了岩漿房理論上可以達到多大。未噴發岩漿房的最大尺寸取決於其厚度和水平範圍之間的平衡：太厚的岩漿房會噴發，而太寬的岩漿房會在邊緣開始冷卻和結晶。
卡里奇說，最大的岩漿房直徑約為 90 公里，包含約 35,000 立方公里的岩漿。這相當於已知最大噴發（來自 2800 萬年前在今科羅拉多州拉加里塔破火山口）噴出的岩漿量的七倍。