科學研究闡明聖托里尼-阿莫戈斯地區地震活動的岩漿侵入機制

國際研究團隊已明確闡明2025年初聖托里尼-阿莫戈斯地區劇烈地震活動的根源。這項詳盡的研究發表在權威期刊《Science》上，證實了這場地震危機是由於大規模、波浪狀的岩漿侵入在地殼中傳播所致，從而排除了構造斷層滑動是主要機制。這項重大的侵入事件涉及一團熔融岩石，其擴展範圍超過地殼下20公里深處，源頭是一個連接聖托里尼火山與鄰近科倫博水下火山的相互連通的儲層。這次地下事件的規模之大，可量化為所涉及的岩漿體積相當於近20萬個標準奧林匹克規格游泳池的總容量。

地震活動在2025年1月下旬開始，一直持續到3月初，期間記錄到數百次足以被感知的地震，其中一些規模超過4.5甚至達到5.0，這一度引發了當地進入緊急狀態、學校關閉，並在聖托里尼的居民和遊客中引起了相當大的憂慮。最初的擔憂曾指向潛在的火山噴發或更大型的構造事件，例如該地區在1956年發生的規模7.7的阿莫戈斯大地震。為了以前所未有的精度繪製這次地下運動的圖像，科學家們運用了先進的機器學習技術，分析了超過25,000次記錄到的地震數據集。這些微震被有效地用作「虛擬深層應力計」，使研究人員能夠在空間和時間上詳細地成像加壓岩漿的移動情況。

研究結果揭示了一個複雜的、非單向的過程，其中岩漿以級聯脈衝的形式傳播，反覆打開和關閉地下裂縫，從而產生了觀測到的高頻率有感地震。這種動態的「泵送」行為，涉及岩脈打開、壓力波動和地殼屏障的破裂等循環，是一個關鍵的發現，而早期的監測方法未能察覺到這一點。研究的關鍵在於提供了關於即時火山危害的保證，指出侵入的岩漿缺乏足夠的壓力或浮力來突破地表並引發噴發。這項涉及倫敦大學學院（UCL）和塞薩洛尼基亞里斯多德大學等機構研究人員的發現，為更可靠、基於物理學的噴發預測奠定了基礎。

將基礎物理學與人工智能相結合的方法被視為一項重大進展，有望改變全球地震活躍區監測和理解火山活動的能力。此外，先前的研究已證實聖托里尼和科倫博的岩漿系統在水力學上是相互連接的，這暗示了兩個火山中心之間的相互作用。科倫博火山本身擁有一個在2022年被發現的正在增長的岩漿室，自公元前1650年最後一次地表噴發以來，該岩漿室一直在積累熔融物質，為該地區複雜的地下動力學增添了背景資訊。利用地震模式作為「虛擬感測器」的能力對於水下事件尤其有價值，在這些事件中，傳統的衛星或陸上GPS監測可能效果較差。

希臘國家天文台的數據顯示，該地區的火山活動監測一直處於高度戒備狀態，特別是自2021年科倫博火山活動增加以來，這使得2025年初的事件更受關注。研究人員強調，機器學習在識別地震群中的特定模式方面表現出色，這些模式與岩漿在固體岩石中移動時產生的特徵相符，這與單純的構造破裂訊號有顯著區別。這次事件的深度分析，特別是岩漿體積的估算，為理解愛琴海板塊邊界處的岩漿輸送過程提供了寶貴的量化數據，這對於理解該地區長期的地質演化至關重要。這項研究的成果不僅限於聖托里尼，它為全球其他活躍火山區，如義大利的維蘇威火山或印尼的火山群，提供了新的監測範例，特別是在難以直接觀測的深層地下環境中。