地球未爆彈》蘊藏11座大峽谷的岩漿 美國黃石公園潛藏「超級火山」爆發危機

美國觀光勝地「黃石國家公園」近來地震頻發，由於公園下方隱藏兩個超級巨大的岩漿庫，讓民眾憂心若這座「超級火山」隨時可能強烈噴發。不過地質學家表示，黃石公園的超級火山強烈噴發的機率不高，但可能有相對小型噴發，形成岩漿流。除了黃石公園，加州的長谷火山口也是個未爆彈，當地研究學者呼籲，政府應該做好預防及因應措施。


黃石國家公園（Yellowstone National Park）在1872年3月1日正式誕生，為全世界第一個國家公園，面積約有四分之一個台灣大小。直到1960年代科學家才發現在黃石公園有座超級火山，火山口位於懷俄明州的西北角，約有72公里長、55公里寬。1980年代科學家才知道黃石公園的火山是一座活火山，隨時有噴發的危險。

檢視相片

黃石公園著名景點老忠實噴泉。(圖取自 美國國家公園管理處)

檢視相片

黃石公園地景。(取自 美國國家公園管理處)

黃石超級火山若爆裂式噴發，能夠噴出超過1000立方公里的岩石和火山灰，比1980年華盛頓州聖海倫火山（Mount St.Helens）爆發所噴出的物質多出2500倍。超級火山爆發也會伴隨大量氣體噴發，如二氧化硫，可能導致酸雨，火山灰升至大氣層中，大量的懸浮微粒遮掩住太陽輻射，可能導致全球冷卻，使地球陷入小冰河期。

公園下巨大岩漿庫 可灌滿11座大峽谷、23座三峽水庫

如果黃石公園超級火山噴發會有多可怕？美國猶他大學（University of Utah）在2015年的研究指出，該火山臼（calderas）下方共有兩座岩漿庫，上方岩漿庫位於地底16公里處，容積較小，下方的岩漿庫位於20公里至45公里深處，容積為4萬6000立方公里，為上方岩漿庫的4.5倍，內涵的岩漿可以灌滿11座大峽谷（Grand Canyon）或23座三峽水庫。

檢視相片

黃石公園熔岩庫

檢視相片

黃石公園地景。(取自 美國國家公園管理處)

過去學術界對黃石公園超級火山的主要假設為，地函對流將高溫的下地函物質向上推升形成地函熱柱，當熱柱的頂端達到一定深度，物質開始部分熔融並向上竄升，並在淺地殼形成岩漿庫直至噴發。但這項假設無法清楚說明地函熱柱如何連接淺地殼岩漿庫，也無法解釋從該地區溢出的二氧化碳量。

地函熱柱──淺層岩漿庫── 劇烈噴發

而猶他大學的研究結果填補了連接地函熱柱與淺層岩漿庫之間的缺失環節，並解開了二氧化碳溢出量超過預計之謎。兩位研究人員林凡奇和黃信樺認為，下層岩漿庫是上層岩漿庫的熱量與岩漿的主要來源。

兩人也指出，下層岩漿庫主要成分為玄武岩熔岩，其特徵是黏性較低，噴發時通常以流體形態溢出，因此比較沒有強烈噴發的危險，而上層的岩漿庫較淺層，主要成分為流紋岩，黏性較高，一旦噴發會比較劇烈。

檢視相片

黃石公園

奧勒岡大學的研究人員根據猶他大學的研究結果，在2018年4月16日發表了對黃石公園下兩座岩漿庫的最新發現。研究團隊指出，這兩座岩漿庫間由一層不會熔化的岩床（sill）分隔。下層岩漿庫位於上部地函上方，內涵的岩漿流動性高但氣體不多。它與溫度相對低的地殼碰撞冷卻並固化，形成分隔上下兩個岩漿庫的岩床。奧勒岡大學的研究也指出，上層岩漿庫黏性較高，氣體較多，研究人員形容就像是一罐「搖晃過還沒被打開的汽水罐」。

黃石火山岩漿庫 劇烈噴發機率小

黃石公園超級火山曾於200萬年、120萬年和64萬年前各噴發過一次，都是上層岩漿庫的作用結果。不過，奧勒岡大學地質化學家班德曼（Ilya Bindeman）說，上層岩漿庫可能以來到其「演化的終點」，因為上層岩漿庫中大部分的物質在上一次的噴發後不斷被回收再熔化，發生劇烈噴發的可能性比較小，但可能會有小型噴發狀況形成岩漿流。

為了預防超級火山爆炸，美國航空暨太空總署（NASA）預計投入約35億美元在超級火山鑽洞10公里深，並以高壓抽水注入洞中，利用水循環逐漸帶走火山的熱力，附帶好處是透過這項鑽探工程，可以建造地熱發電廠，產出電力。不過，這項計畫亦冒著極大風險，因為如果不小心鑽進岩漿庫頂部並在頂部進行冷卻，將會使岩漿庫頂蓋變得脆弱易斷裂，釋放岩漿裡有害的揮發性氣體。（推薦閱讀：美國男子跌入強酸溫泉 遭溶解屍骨無存）