大型爆炸式火山喷发能在短时间内释放出巨量的能量、火山碎屑和火山气体，通过引发地表降温并改变水文循环，从而对全球气候和环境造成短暂但显著的影响。同时，这类事件也对人类的生存和现代社会的运转构成重大威胁（e.g., 2022年汤加火山喷发）。了解火山过往的喷发历史，能为掌握其活动规律、判别其危险程度和进行灾害预警提供关键信息。长白山是我国最具潜在喷发危险的一座大型复合式活火山，尽管过往的研究使人们对该火山有了较多的了解，但关于其完整的爆炸式喷发序列，至今仍未能可靠地建立。

    近日，中国科学院广州地球化学研究所陈宣谕副研究员、徐义刚院士联合中、英、德、韩等国科学家，利用显微火山灰方法，首次在日本海沉积物中鉴定出长白山三万年前一次大型喷发事件的产物。根据海洋火山灰独特的化学成分（图1），该研究判定其与长白山火山口边缘巨厚的火山浮岩（天文峰黄色浮岩，图2）是同期喷发活动的产物。天文峰黄色浮岩的喷发年龄一直是长白山重要的未解之谜，过往各种定年方法给出的结果大相径庭（年代估算从1千年到5万年都有，图2）。本研究综合利用海洋沉积物¹⁴C测年、火山灰年代学、贝叶斯年龄建模等方法，为黄色浮岩喷发提供了可靠的年龄制约（图3），揭示了这一事件发生在距今29,948-29,625年以前（95.4%置信度）。

    总结起来，该研究识别出长白山一次先前未知的重要喷发事件（约3万年前，火山灰传播超600km），揭示了天文峰黄色浮岩的喷发年龄，修订了长白山十万年以来爆炸式喷发历史（图1d）。鉴于黄色浮岩喷发事件与区域乃至半球尺度的气候突变事件（Heinrich Event 3，H3）在时间上耦合（图4），该喷发的火山灰为阐明H3事件东亚环境响应的区域差异提供了关键的时间标志层。

    该研究成果近期发表于国际地学期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》,研究受国家自然科学基金(42102335)、南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才团队项目(GML2022006)和同位素地球化学国家重点实验室科研启动项目共同资助。

    论文信息：Chen, X.‐Y.（陈宣谕）*, Xu, Y.‐G.（徐义刚）, Tarasov, P. E., Leipe, C., Kim, J.‐H., Yan, S.（严爽）, Park, M.-H., Chun, J.-H., Chen, C.（陈聪）, He, P.-L.（贺鹏丽）, 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.

论文链接：https://doi.org/10.1029/2023JB028563

图1. 日本海火山灰(13PT-P4_411)与天文峰黄色浮岩(TYP)在长白山已知的火山灰中具有独特且一致的主量元素组成。

图2. (b)天池火山口边缘50米厚的天文峰黄色浮岩(TYP); (c)天文峰黄色浮岩过往的测年结果。

图3. 贝叶斯统计建模方法为(a)日本海沉积序列、(b)13PT-P4_411火山灰提供年龄估算。

图4. 古气候记录显示天文峰黄色浮岩喷发(TYP)与区域乃至半球尺度气候突变事件（Heinrich Event 3，H3）在时间上耦合。