那不勒斯郊外火山区的气体监测暴露了多种二氧化碳排放源

位于意大利那不勒斯以西的Phlegraean火山场是世界上火山二氧化碳排放量最大的八个地区之一。自2005年以来，Solfatara陨石坑——由漫长的火山喷发历史留下的景观中的许多圆形凹陷之一——一直在排放越来越多的气体。

如今，它每天排放4,000-5,000吨二氧化碳，相当于燃烧约500,000加仑汽油所排放的二氧化碳。在《地质学》提前发表的一篇新论文中，研究人员估计，目前二氧化碳排放量的20%至40%来自岩石中方解石的溶解，而60%至80%来自地下岩浆。

“估计二氧化碳的来源对于正确重建岩浆系统和热液系统中正在发生的事情很重要，”意大利国家地球物理和火山研究所的火山学家、该研究的主要作者GianmarcoBuono说。“我们的目标是提供一种工具，以更好地区分也可应用于其他系统的岩浆和非岩浆二氧化碳的贡献。”

当岩浆向地球表面移动时，岩浆上的压力下降会导致脱气——释放之前被困在岩浆内的气体——包括水蒸气、二氧化碳和二氧化硫。科学家通过各种观察监测火山的动荡和可能的喷发——检测与岩浆运动有关的地震和震颤，详细测量地面变形，并评估从喷气孔释放到地表的气体的类型和体积，喷气孔是喷气孔的开口散发蒸汽和其他气体的地球。

喷发之前通常会出现气体通量增加，但这并不意味着每次气体排放量增加后都会发生喷发。二氧化碳也可能来自岩浆以外的来源。炽热的地下流体与围岩之间的相互作用也会释放二氧化碳。

自1983年以来，意大利国家地球物理和火山学研究所一直在监​​测Solfatara火山口的气体排放情况，提供了那里释放的气体体积和成分变化的长期记录。通过比较排放物中氮气、氦气和二氧化碳的比例，研究人员此前已经确定这些气体来自深层岩浆源。

“我们主要关注地球化学变化，尤其是二氧化碳、氦气和氮气，因为它们是非反应性物质。它们包含有关岩浆中发生的事情的信息，”Buono解释说。

但当该地区在2005年开始经历越来越多的动荡时，数据开始偏离岩浆的化学指纹，随着浅层热液系统温度的升高，这种趋势随着时间的推移而持续增加。动荡仍在继续，2012年警戒级别从绿色提高到黄色，表明火山活动加剧但没有迫在眉睫的喷发威胁。

除了小地震和较高的气体排放外，该地区还经历了地表变形。地下热流体的循环可以解释温度升高、地面变形和气体排放增加——热酸性流体与岩石中方解石的相互作用也会释放二氧化碳。

先前研究的岩石钻芯表明，岩石中的方解石具有与气体排放物相似的成分。研究人员估计，Solfatara陨石坑处20%至40%的二氧化碳来自主岩中方解石的去除。

自大约40,000年前首次喷发以来，PhlegraeanFields一直在进行火山活动，最近一次喷发是在1538年。自1950年代以来，经历了几个动荡阶段。目前的研究是意大利国家地球物理和火山学研究所LOVE-CF战略项目的一部分：将地表观测数据与次火山管道系统联系起来：CampiFlegrei火山口(意大利)喷发预测的多学科方法。

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