陳宣諭等-JGR: 長白山三萬年前大噴發(fā)事件的初次厘定和精確定年
大型爆炸式火山噴發(fā)能在短時(shí)間內(nèi)釋放出巨量的能量、火山碎屑和火山氣體,通過引發(fā)地表降溫并改變水文循環(huán),從而對全球氣候和環(huán)境造成短暫但顯著的影響。同時(shí),這類事件也對人類的生存和現(xiàn)代社會(huì)的運(yùn)轉(zhuǎn)構(gòu)成重大威脅(e.g., 2022年湯加火山噴發(fā))。了解火山過往的噴發(fā)歷史,能為掌握其活動(dòng)規(guī)律、判別其危險(xiǎn)程度和進(jìn)行災(zāi)害預(yù)警提供關(guān)鍵信息。長白山是我國最具潛在噴發(fā)危險(xiǎn)的一座大型復(fù)合式活火山,盡管過往的研究使人們對該火山有了較多的了解,但關(guān)于其完整的爆炸式噴發(fā)序列,至今仍未能可靠地建立。
????近日,中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所陳宣諭副研究員、徐義剛院士聯(lián)合中、英、德、韓等國科學(xué)家,利用顯微火山灰方法,首次在日本海沉積物中鑒定出長白山三萬年前一次大型噴發(fā)事件的產(chǎn)物。根據(jù)海洋火山灰獨(dú)特的化學(xué)成分(圖1),該研究判定其與長白山火山口邊緣巨厚的火山浮巖(天文峰黃色浮巖,圖2)是同期噴發(fā)活動(dòng)的產(chǎn)物。天文峰黃色浮巖的噴發(fā)年齡一直是長白山重要的未解之謎,過往各種定年方法給出的結(jié)果大相徑庭(年代估算從1千年到5萬年都有,圖2)。本研究綜合利用海洋沉積物14C測年、火山灰年代學(xué)、貝葉斯年齡建模等方法,為黃色浮巖噴發(fā)提供了可靠的年齡制約(圖3),揭示了這一事件發(fā)生在距今29,948-29,625年以前(95.4%置信度)。
????總結(jié)起來,該研究識(shí)別出長白山一次先前未知的重要噴發(fā)事件(約3萬年前,火山灰傳播超600km),揭示了天文峰黃色浮巖的噴發(fā)年齡,修訂了長白山十萬年以來爆炸式噴發(fā)歷史(圖1d)。鑒于黃色浮巖噴發(fā)事件與區(qū)域乃至半球尺度的氣候突變事件(Heinrich Event 3,H3)在時(shí)間上耦合(圖4),該噴發(fā)的火山灰為闡明H3事件東亞環(huán)境響應(yīng)的區(qū)域差異提供了關(guān)鍵的時(shí)間標(biāo)志層。
????該研究成果近期發(fā)表于國際地學(xué)期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》,研究受國家自然科學(xué)基金(42102335)、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室(廣州)人才團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(GML2022006)和同位素地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研啟動(dòng)項(xiàng)目共同資助。
????論文信息:Chen, X.‐Y.(陳宣諭)*, Xu, Y.‐G.(徐義剛), Tarasov, P. E., Leipe, C., Kim, J.‐H., Yan, S.(嚴(yán)爽), Park, M.-H., Chun, J.-H., Chen, C.(陳聰), He, P.-L.(賀鵬麗), Blockley, S.P.E., (2024). Revisiting the Tianwen Yellow Pumice (TYP) eruption of Changbaishan volcano: Tephra correlation, eruption timing and its climatostratigraphical context. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 129, e2023JB028563.
論文鏈接:https://doi.org/10.1029/2023JB028563

圖1. 日本?;鹕交?13PT-P4_411)與天文峰黃色浮巖(TYP)在長白山已知的火山灰中具有獨(dú)特且一致的主量元素組成。

圖2. (b)天池火山口邊緣50米厚的天文峰黃色浮巖(TYP); (c)天文峰黃色浮巖過往的測年結(jié)果。

圖3. 貝葉斯統(tǒng)計(jì)建模方法為(a)日本海沉積序列、(b)13PT-P4_411火山灰提供年齡估算。

圖4. 古氣候記錄顯示天文峰黃色浮巖噴發(fā)(TYP)與區(qū)域乃至半球尺度氣候突變事件(Heinrich Event 3,H3)在時(shí)間上耦合。

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