全世界没有两座相同的火山，不过火山形成的方式却只有那么几种。然而，看起来构成百慕大群岛根基的古老火山却是个例外。
科学家们对取自百慕大群岛深处的岩石进行研究后发现，这座安静的火山的形成方式截然不同。在本周发表于《自然》杂志上的新研究中，研究者不仅解决了一个有关这个美丽的大西洋岛屿的长期谜团，还发现了一种全新的火山形成方式。
为了解决这个问题，研究小组检查了一根近800米长的岩柱，也是唯一一个取自百慕大群岛的岩芯样本。1972年，工作人员在一个机场附近钻出了这根岩柱，后来一直将其储藏在新斯科舍的达尔豪斯大学，如今早已落满灰尘。尽管研究小组猜测百慕大群岛一定经历了不同寻常的地质事件，但对这块岩石进行的全面地球化学分析还是令他们大吃一惊。
“在过去的50年里，科学家一直在对海洋熔岩进行地球化学研究，然而却没人发现我们在百慕大岩石样本中发现的特征，”研究报告的合著者、康奈尔大学的地球化学家Esteban Gazel说。“有时候，运气好的话，你会获得一些新的和不一样的发现。”
明斯特大学的地球化学家、新研究的共同作者Sarah Mazza说，既然构建了新的火山形成模型，我们就有可能发现百慕大并不孤单：大西洋中可能存在以相同或类似方式形成的其它火山。“我们只是还没有找到这类火山，”她说。
南佛罗里达大学的火山学家、地球化学家Aurelie Germa说，该团队创建了一个百慕大火山形成模型，“可能有助于解释”类似地质构造环境中的其它火山的“地球化学不一致性”，“这些不一致性以前没有人能真正解释”。
构造含铅岩石
到目前为止，人们所知的构造火山的方法包括可塑的炽热地幔中升起的羽柱，大洋中脊地区彼此分离的构造板块，或者俯冲带中一个板块俯冲到另一个板块之下。这些过程都能在地壳中形成岩浆块，然后在地表形成隆起的山峰。
传统上，科学家用地幔柱来解释百慕大火山的下部分，这也是夏威夷群岛的形成机制：静止的地幔柱创造了许多火山岛，这些火山岛不断生长并最终喷发，最后随着上面的构造板块不断移动而沉寂。
地球物理研究表明，百慕大群岛下方确实存在一个向上移动的温暖结构。不过，如果认为该结构是类似夏威夷岛的地幔柱，证据并不充分。百慕大没有类似夏威夷的岛链，如果存在地幔柱，那么按照预测，在如今的百慕大东南地区也应该有火山活动，但实际上并没有。
在这种情况下，岩芯样本就能发挥作用了。岩芯记录了百慕大粉红海滩之下隐藏的火山世界。首先，岩芯含有比例异常的不同铅化合物，由两种铀衰变形成。只有在地幔内部物质来源的地质年代较年轻，而百慕大下方的地幔极其古老的情况下，上述情况才能得到解释。
然而，大西洋是一个特殊的地方：Mazza称，大西洋之所以出现，完全是因为数亿年前盘古大陆的分裂。在这个超级大陆的形成或者毁灭过程中，滑动的地壳板块被推入下方的地幔中，而这里未来有一天会变成大西洋。如果深入研究，这些注定要消失的板块可能会成为研究小组寻找的年轻材料的来源。
疯狂的地幔
这些板块很可能存储于地幔中所谓的过渡带，也就是位于地下400-640公里处的物理异常区域。来自地幔过渡带中的钻石表明，地幔中含有相当于多个海洋的水，以及大量的化合物，比如二氧化碳。
果不其然，岩芯样本中包含了这些地质指纹的痕迹。在百慕大群岛的岩芯样本中，辉石等含水矿物的出奇的潮湿，而众所周知的是辉石极其干燥。火山岩中的主要化合物二氧化硅也不应该如此常见，这表明它是由高比例的二氧化碳推挤出来的。
考虑到百慕大群岛主要组成部分的来源，研究小组利用计算机模型计算出了接下来会发生的地质变化。
在距今3000万年左右，百慕大地区的一次地质变动导致过渡带深层边界的地幔向上流动。在地幔的流动过程中，它带走了这些静止的板块上的一些物质。
随着地幔及其混合物周围环境出现剧烈变化，这些物质开始熔化，形成了一中熔融汤。熔融汤径直流向地壳，在那里形成了一种奇怪的岩浆，岩浆喷发到海底，并最终形成了百慕大群岛。
回到未来
长期以来，火山学家一直在推测板块中部用于构造火山的物质来源。最新研究首次发现了这些物质存在于地幔中部的有力证据，并由此找到了一种新的火山形成方式。
史密森学会全球火山研究项目的火山学家Janine Krippner赞扬了该团队采用多种方法展开研究，她说，这项研究是“一个成功的地质探测”。
马里兰大学的同位素地球化学家Val Finlayson说，这项研究是“对百慕大群岛起源的一次相当彻底的探索”。常规的地幔柱或许能解释这种情况，因为深层地幔柱在上升过程中会吞噬回收的地质构造物质，进而创造出该团队所看到的一些地球化学特征。不过，她表示，该团队“全面、多维的方法”使其新理论更具说服力。
尽管该研究团队对其理论很有信心，但他们也不是很确定：“说到底，这只是对百慕大形成原因的一种解释，” Gazel说，还需要进一步的工作来证实这一点。
赫尔大学的火山学家Rebecca Williams补充说，研究者之所以能构建这个非凡的理论，完全要归功于20世纪70年代采集的这个岩芯样本，当时还没有揭示火山秘密所需的科学知识。
“谁知道未来我们的岩石样本中会获得什么发现呢？”她说。
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