加州理工学院的研究人员利用先进的成像技术，对加利福尼亚州长谷火山口（一座休眠的超级火山）地震活动的增加进行了调查。他们的研究结果表明，该地区并非处于大爆发的边缘，http://www.196nk.cn而是由于冷却过程而出现了地震活动。

自 20 世纪 80 年代以来，研究人员在加利福尼亚州内华达山脉东部的一个地区观察到了明显的动荡期，其特点是地震成群以及在此期间地面每年膨胀和上升近半英寸。这些活动令人担忧，因为该地区被称为长谷火山口，位于一座巨大的休眠火山之上。76 万年前，长谷火山口在一次猛烈的喷发中形成，650 立方公里的火山灰被喷到空中--这些火山灰可以在整个洛杉矶地区覆盖一层 1 公里厚的沉积物。

突破性成像揭示内幕

在过去几十年里，火山活动日益频繁，其背后的原因是什么？会不会是该地区正准备再次爆发？或者活动的增加实际上是大规模喷发的风险正在降低的迹象？

为了回答这些问题，加州理工学院的研究人员绘制了迄今为止最详细的长谷火山口地下图像，其深度可达地壳 10 公里。这些高分辨率图像揭示了火山196世界之最口下方的地球结构，并表明最近的地震活动是该地区冷却和沉降时释放出的流体和气体造成的。

长谷火山破口是 76 万年前大规模超级火山爆发的地点，在长谷破火山口的地表下发生了什么？一项新的研究利用地震波对该196世界之最地区的地下环境进行成像，发现岩浆室正在冷却。不过，岩浆结晶时释放出的气体和液体仍可能导致地震。资料来源：E. Biondi

这项研究是在地球物理学教授詹仲文（Zhongwen Zhan，14 年博士）的实验室进行的。描述这项研究的论文于10月18日发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上。

詹仲文说："我们并不认为该地区正在为另一次超级火山爆发做准备，但冷却过程可能会释放出足够的气体和液体，从而引发地震和小规196世界之最模喷发。例如，1980 年 5 月，该地区就发生了四次 6 级地震。"

高分辨率图像显示，火山的岩浆室被结晶岩的硬盖所覆盖，这是在液态岩浆冷却凝固后形成的。

创新的成像技术

为了制作地下图像，研究人员通过测量地震产生的地震波来推断地下环境的样子。地震产生两种类型的地震波：原波（P 波）和次波（S 波）。这两种地震波在不同材料中的传播速度不同--地震波在液体等弹性材料中传播速度较慢，但在岩石等刚性材料中传播速度很快。通过在不同地点使用地震仪可以测量波的时间差异，并确定它们穿过的材料的特性--弹性或刚性如何。这样，研究人员就能绘制出地下环境的图像。

震源

整个东山地区有几十个地震仪，但究人员所用的技术是利用光缆（就像提供互联网的光缆一样）进行地震测量，这一过程被称为分布式声学传感（DAS）。用于长谷破火山口成像的 100 公里长的电缆相当于 10000 个单分量地震仪。在一年半的时间里，研究小组利用这条电缆测量了2000多次地震事件，其中大多数地震事件都太小，人们无法感受到。机器学习算法处理了这些测量结果，并生成了图像。

这项研究是首次利用 DAS 制作出如此深入的高分辨率图像。以前的局部层析成像研196世界之最究图像要么只局限于约5千米深的浅层地下环境，要么以较低的分辨率覆盖更大的区域。

"这是首次展示 DAS 如何改变我们对地壳动力学的理解，"加州理工学院 DAS 科学家、论文第一作者 Ettore Biondi 说。"我们很高兴能将类似的技术应用到我们对地下环境充满好奇的其他地区。"

下一步，研究小组计划使用一条200公里长的电缆对地壳更深处进行成像，大约深入到15到20公里深的地方，那里是火山口的岩浆室--它"跳动的心脏"--正在冷却的地方。