氦气预警海底火山爆发

2011~2012年，西班牙加那利群岛中最小的岛屿耶罗火山岛有7个月一直发出或大或小的声音，气体也悄悄透过土壤和地下水渗上来。最后，在耶罗岛南部海岸出现海底火山的喷发，场面蔚为壮观。



当时，科学家们忙于收集和分析超过8000个土壤样本和水体样本中的氦气含量。如今，那些数据可以用来监测耶罗火山，对它的下一次喷发进行预测，还有可能用于预测地球上其他与之类似的火山的喷发。该项工作的领头人、西班牙可再生能源技术研究所的地球化学家Eleazar Padrón认为，通过氦气监测，可以比通过地震活动更早探测到岩浆的运动。

研究人员通过监测散逸气体来预报火山喷发已有至少30年的历史。但人们通常关注的是二氧化碳（火山爆发时排放量第二多的气体，仅次于水蒸气）。用氦气来追踪和预报火山爆发是更好的选择，因为它不会与岩石或地下水产生反应，微生物也不会消耗或产生氦气。

Pa d r ón等人发现，通过测量耶罗岛上的土壤和水中氦气的含量，可以探明岛下的岩浆何时移动及它们离地表的距离，而这两者都是预报火山爆发的重要参照。研究人员还测量了氦同位素含量。如地壳内的放射性物质衰变就会产生氦- 4，而主要存在于地幔内的氦-3则决定着地球上氦气的含量。通过分析气体样本中氦-3和氦- 4 分别所占的比例，就可以确定有多少氦来自地幔， 又有多少氦来自耶罗岛下面的地壳内新近发生的断裂。地壳的断裂是火山即将爆发的另一个线索。

分析表明，火山“露出獠牙”时，地壳发生断裂，大部分来自地幔的氦会逐步上升到地表。当火山正式喷发， 地表的气体也骤然增多， 耶罗岛下面的气压因而有所下降。随后， 当耶罗岛的地震活动再现，地壳大规模断裂和变形， 氦- 4在全部氦气排放中所占的比重就更大了。