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A complex system approach to magmatism

delete2025-07-17
delete0
PRE
AI
C
Catherine Annen *
R
Roberto F. Weinberg
J
Jean‐François Moyen
R
Rémy Cazabet
DOI:10.1038/s43017-025-00697-4delete
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摘要

摘要

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岩浆系统由许多非线性相互作用的组分构成,这些组分在多种尺度上运行;因此,这些系统可以被建模为复杂系统。在本展望中,我们考察了识别和建模岩浆系统复杂性的努力,并提出了构建全球集成模型以研究火山和岩浆过程的方向。岩浆系统是复杂的,因为它们在时间和空间尺度上分别从秒到数百万年、从微米到千米运行,并组织成相互作用的组分网络。这些网络将岩浆和挥发分从深部来源输送到岩基、岩脉、岩床和火山。统计分析表明,岩浆和火山过程存在幂律关系,从源区熔体提取网络的地貌特征,到岩浆混合,再到喷发强度的分布。这些发现为自组织临界性提供了证据,表明岩浆系统会以不可预测的方式响应微小扰动。复杂系统的行为源于系统各部分之间的联系,无法通过单独研究各个部分来预测。因此,地球科学应借鉴气候科学等领域的经验,利用复杂系统科学开发的工具构建集成模型,以检验概念模型的有效性并增进对岩浆系统的理解。岩浆系统表现出复杂系统的特征,包括多尺度相互作用、相互连接的网络和幂律分布。本展望探讨了如何利用复杂系统科学的工具来建模岩浆系统。

期刊

Nature Reviews Earth and Environment 封面图
Nature Reviews Earth and Environment
IF:
71.5
论文数:
163
被引数:
1.4W

机构

L
Laboratoire Magmas et Volcans
学者数:
49
论文数: 24
被引数: 397
U
université lyon 1 claude-bernard
学者数:
1
论文数: 1
被引数: 0
S
School of Earth
学者数:
121
论文数: 67
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