Anatomy of a 'zombie' volcano: Investigating the cause of unrest inside Uturuncu

在安第斯山脉中部深处，坐落着玻利维亚的"僵尸"火山乌图伦库——之所以这样称呼，是因为尽管它在技术上已经死亡（上一次喷发是在25万年前），但它仍显示出动荡迹象，包括地震和气体羽流。这种动荡以"宽边帽"式的变形模式表现出来，火山系统中心的土地上升，而周围地区沉降。

对于当地居民来说，评估乌图伦库火山喷发的潜在起始时间和严重程度至关重要，因为它可能造成广泛的破坏和对生命的威胁。然而，迄今为止，对这种持续的火山活动没有任何解释。科学家们认为，理解这一点的关键在于可视化岩浆和气体在火山下方移动的方式。

这项新研究借鉴了中国科学技术大学、牛津大学和康奈尔大学的专业知识，利用从1700多次地震事件中检测到的信号，对乌图伦库下方浅层地壳的管道系统进行了高分辨率成像。根据研究结果，乌图伦库类似"僵尸"的活动是由于火山口下液体和气体的运动所致，喷发的可能性很低。

火山管道系统是岩浆储层和水热系统中流体和气体的复杂混合物。先前的研究表明，乌图伦库位于地球上已知最大的地壳岩浆体——阿尔蒂普拉诺-普纳火山复合体之上，并且一个活跃的水热系统将这个岩浆体与地表连接起来。但流体如何在这个地下系统中移动尚不知晓。

研究团队利用了地震层析成像，这是一种对火山内部进行成像的方法，类似于人体医学成像中使用的方法。地震波穿过不同材料时以不同的速度传播，从而在三维上提供对乌图伦库内部运作的高分辨率洞察。他们结合了对系统物理属性的分析，包括岩石成分，以更好地了解地下火山系统。这项详细分析找出了地热加热流体可能的向上迁移路径，并显示了液体和气体如何在火山口正下方的储层中积聚。研究团队认为，这最可能是火山系统中心变形的原因，并且真正喷发的风险很低。

合著者迈克·肯德尔教授（牛津大学地球科学系）说："我非常高兴能参与这次真正的国际合作。我们的结果表明了地球物理和地质方法如何结合使用，以更好地理解火山及其带来的危害和潜在资源。"

合著者张海江教授（中国科学技术大学地球与空间科学学院）说："理解乌图伦库火山系统的解剖结构，得益于研究团队内部的专业知识。这使我们能够将各种先进的地球物理成像工具与岩石特性建模及其与流体的相互作用相结合。"

合著者马修·普里查德教授（康奈尔大学）补充道："本文中的方法可以应用于1400多个潜在活火山，以及像乌图伦库这样不视为活跃但显示出生命迹象的火山——其他潜在的僵尸火山。"

研究团队希望，未来可以使用地震学和岩石学特性联合分析的类似研究来观察其他火山系统的解剖结构。