意大利西西里島的埃特納火山是歐洲活動(dòng)最頻繁的火山，但科學(xué)界一直難以解釋它究竟是如何形成的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的地質(zhì)模型都無(wú)法完整套用在這座火山身上。洛桑大學(xué)最新研究提出一個(gè)全新假說(shuō)，認(rèn)為埃特納可能并不屬于我們熟悉的板塊邊界火山、俯沖帶火山或熱點(diǎn)火山，而是類(lèi)似一種罕見(jiàn)的“微點(diǎn)火山”（petit-spot）的特殊類(lèi)型。

埃特納火山位于西西里島東海岸，距今已有超過(guò)50萬(wàn)年的活動(dòng)歷史，海拔高度超過(guò)3000米，每年噴發(fā)多次，是全球觀測(cè)最密集的火山之一。盡管如此，它的成因仍只被部分理解：現(xiàn)有關(guān)于板塊張裂、俯沖和板內(nèi)熱點(diǎn)的三種主要成火機(jī)制，都難以完全解釋它的巖漿來(lái)源和化學(xué)特征。

洛桑大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)與意大利國(guó)家地球物理與火山學(xué)研究所（INGV）卡塔尼亞分部的安娜·羅薩·科爾薩羅合作，在《地球物理研究雜志：固體地球》上發(fā)表論文，提出埃特納火山的巖漿并非在臨噴發(fā)前才在地幔中大規(guī)模熔融生成，而是長(zhǎng)期由上地幔中預(yù)先存在的少量巖漿“庫(kù)存”不斷補(bǔ)給。這些巖漿聚集在距離地表約80公里的上地幔頂部，隨后在構(gòu)造應(yīng)力的驅(qū)動(dòng)下間歇性上涌。

通常來(lái)說(shuō)，火山的形成大致可歸納為三大類(lèi)：一是在洋中脊等板塊張裂邊界，板塊分離讓上升的地幔減壓熔融，形成新的洋殼；二是在俯沖帶，向下俯沖的洋殼板塊攜帶的水降低上覆地幔的熔點(diǎn)，觸發(fā)熔融并產(chǎn)生類(lèi)似日本富士山那樣的爆炸性火山；三是在板塊內(nèi)部，異常熾熱的地幔柱形成熱點(diǎn)，構(gòu)造出夏威夷、留尼汪等火山島鏈。

然而，埃特納偏偏“不像任何一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)答案”。它雖然靠近俯沖帶，卻在巖石化學(xué)組成上更接近熱點(diǎn)火山；但在其下方，又找不到類(lèi)似夏威夷那樣清晰的地幔熱點(diǎn)證據(jù)。新研究指出，埃特納的異常之處在于，它所消耗的巖漿并不是為每次噴發(fā)“現(xiàn)做現(xiàn)熔”，而是從上地幔已有的小體積熔融囊中被擠出。

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，非同尋常的構(gòu)造背景是關(guān)鍵因素之一：非洲板塊與歐亞板塊在這一地區(qū)持續(xù)碰撞，使得靠近俯沖帶的板塊發(fā)生彎曲，在板塊上形成一系列裂縫和弱帶。隨著板塊緩慢彎折，這些裂隙好比被壓縮的海綿被擠壓時(shí)產(chǎn)生的孔道，讓上地幔中的巖漿得以沿裂縫成批次上升并在地表建造起大型層狀火山體。

基于這一思路，研究者提出：埃特納可能屬于自2006年起才被確認(rèn)的一類(lèi)“第四種火山”——微點(diǎn)火山的陸上、放大型版本。所謂微點(diǎn)火山，是日本科學(xué)家在深海板塊彎曲帶發(fā)現(xiàn)的一種小型海底火山，它們的存在表明上地幔頂部確實(shí)存在零散的巖漿囊，在適當(dāng)?shù)臉?gòu)造條件下就能被“泄壓”成火山。

論文第一作者、洛桑大學(xué)地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)院教授塞巴斯蒂安·皮萊特指出，埃特納的形成機(jī)制與這些微小的海底火山具有驚人的相似性，只不過(guò)規(guī)模被放大到了一個(gè)完全不同的級(jí)別。以往在海底觀察到的微點(diǎn)火山高不過(guò)數(shù)百米，而埃特納是一座典型的大型層狀火山，自約50萬(wàn)年前開(kāi)始活動(dòng)，如今高出海平面3000多米，是一個(gè)龐然大物。

為了驗(yàn)證這一新假說(shuō)，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)埃特納火山在約50萬(wàn)年演化過(guò)程中的巖石樣品進(jìn)行了系統(tǒng)分析，追蹤其熔巖化學(xué)組成的長(zhǎng)期變化。結(jié)果顯示，盡管周邊構(gòu)造環(huán)境在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中不斷演變，埃特納巖漿的化學(xué)指紋卻相對(duì)穩(wěn)定。這說(shuō)明其供給巖漿的源區(qū)長(zhǎng)期存在于上地幔，而噴發(fā)強(qiáng)弱和噴發(fā)量的變化，主要與板塊運(yùn)動(dòng)及其引發(fā)的裂縫通道變化有關(guān)，而非深部巖漿源本身發(fā)生了劇烈改變。

研究者據(jù)此提出，埃特納更像是一根長(zhǎng)期“漏氣”的管道，將上地幔低速層中的巖漿持續(xù)引出地表，從而維持其異常頻繁的噴發(fā)活動(dòng)。這一“泄漏管道”模型，與微點(diǎn)火山所反映的上地幔巖漿囊觀點(diǎn)相互印證，為理解全球不同構(gòu)造環(huán)境下火山的成因提供了新的理論框架。

這項(xiàng)研究不僅有助于重新界定埃特納在火山分類(lèi)圖譜中的位置，也為評(píng)估其未來(lái)活動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)提供了新的思路。通過(guò)更準(zhǔn)確刻畫(huà)巖漿儲(chǔ)庫(kù)的深度、規(guī)模和補(bǔ)給方式，位于卡塔尼亞的INGV研究人員有望在火山監(jiān)測(cè)和災(zāi)害評(píng)估中引入更符合實(shí)際的參數(shù)，從而提升對(duì)這一超級(jí)“常開(kāi)型”火山的預(yù)警能力。