
地球上最冷的地方也是一個罕見的景點之一,在這裡,熔岩湖為火山的心臟提供了一個窗戶。
在Erebus火山在南極洲,是一個長壽的熔岩湖蒸汽蒸汽,並向科學家發射了熔岩炸彈,科學家們擴大了山坡,希望揭開火山如何運作的奧秘。 (熔岩炸彈是熔融岩石的斑點。)
“我們認為熔岩湖實際上是岩漿室的頂端,因此,通過研究熔岩湖,我們可以看到火山腸道中發生的事情,” Socorro新墨西哥理工學院的火山學家菲利普·凱爾(Philip Kyle)自1960年代後期就訪問了Erebus。
Erebus從1970年代開始就一直保持活躍。 40多年來,像凱爾(Kyle)這樣的研究人員在短暫的夏季攀登了其12,450英尺高的(3,794米)的高峰,安裝了一系列監測設備,將Erebus轉變為世界上最受關注的火山之一。 [畫廊:Erebus火山的驚人熔岩湖這是給出的
在幾十年的早期,科學家每年夏天在Erebus收集了幾週的數據。現在,儘管氣候惡劣,但從地震監視器到火山全年棲息的紅外攝像機的所有事物。樂器還追踪了火山表面的腫脹和下沉,在地下岩漿脈衝上窺探;聽反向(在人類聽力範圍以下的聲音);並嗅探氣體逃到空中。
龍的呼吸
從這個漫長的營地中出現的一個了不起的發現之一是,熔岩湖霍夫斯和攪動的定期,就像一條熟睡的龍一樣。凱爾說:“我想說的是埃里布斯正在呼吸,儘管我被告知了,因為Erebus只能呼吸。”
凱爾(Kyle)的合作者,劍橋大學的火山學家克萊夫·奧本海默氣羽。氣體的總量(主要是二氧化碳和水的相等量度,少量二氧化硫和氯化氫)的總量增加了10分鐘的循環。氣體的組成也可以在相同的周期開關。
但是簡短的夏季研究季節意味著科學家不確定這種現像是否僅在他們的手錶上發生。也許龍在冬天醒了。
現在,借助全年設備,EREBUS的調查人員已經證明了該週期的全年持續時間,自2004年以來五到18分鐘之間的變化。地球和行星科學信件。
“這種行為一直保持不變,這實際上對火山來說是非常不尋常的,”首席研究作者兼劍橋大學的地球物理學家尼爾·彼得斯說。
這項新研究還報告了冒泡湖中其他有趣的行為。彼得斯說,例如,熔岩與10分鐘的氣體週期一致,其表面上升並下降了約6至10英尺(2至3 m)。湖面上的熔岩冷卻以與波動氣體相匹配的速度向外流動。彼得斯告訴《 Live Science》的《我們的驚人星球》:“將湖視為一個碗坐在煙斗上,而新鮮的岩漿則升起並散開。” “這就是我們從湖中心向外流出的速度中所看到的。它看起來像是一種厚實的液體,它逐漸令人信服。”
罕見的視野
熔岩湖很少見 - 地球上只有四個長湖,因為火山必須不斷向地表供應熔岩。夏威夷的基拉韋阿火山,埃塞俄比亞的Erta Ale Volcano和剛果民主共和國的Nyiragongo Volcano都有湖泊。 [照片:世界上五個最活躍的火山這是給出的
Erebus Volcano的岩漿是一種稀有類型,稱為語音岩,比夏威夷基拉韋阿和埃塞俄比亞的Erta Ale的玄武岩高100倍。雖然Erebus是唯一活躍的火山凱爾說,有了聲音熔岩,它的雙胞胎是東非裂谷的乞力馬扎羅山。兩者都是陡峭的,錐形的聲音火山,從裂谷升起,地殼正在伸展。從羅斯島(Ross Island)迫在眉睫,Erebus可以從McMurdo研究站和新西蘭的Scott Base看到。
美國地質調查局的夏威夷夏威夷火山天文台的火山學家馬特·帕特里克(Matt Patrick)表示,對這些有價值的窗口的唯一嚴格研究,對這些有價值的窗戶的唯一嚴格研究是對Erebus火山的熔岩湖的長期觀察。
帕特里克說:“彼得斯論文是理解活躍熔岩湖的重要一步,這在很大程度上是由於他們對熔岩湖活動的獨特詳細觀察。”
它如何工作
憑藉他們的數據,Erebus團隊的成員現在正在朝著下一個大目標邁進:解釋火山的運作方式。
凱爾談到可預測的管道時說:“這是64,000美元的問題。”
這可能會導致穩定的呼氣。想想斑點升起並落在熔岩燈中。現在將這些斑點放在地下管道中,該管道從深埋的岩漿室裡餵食熔岩湖。根據一項單獨的研究中的一個模型,熔岩在管道上上下移動 - 類似於熔岩燈的流和逆流,該模型將在《地球和行星科學》雜誌的同一期刊上發表。
彼得斯(Peters)是“熔岩燈”(Lava Lamp)研究的合著者彼得斯(Peters)說:“正在發生的事情的物理學相當不同,但這是一個很容易的類比。” “批次新鮮的岩漿作為斑點,而不是連續的溪流。”
但是就像一個真實的身體一樣,這種“呼吸”來自火山的另一部分,其爆發。 Erebus爆發大氣泡出現並破裂在湖中,在周圍的山坡上撒上熔岩。一些火山的熔岩炸彈幾乎是公交大小。
研究人員發現,在Erebus,這些貝爾奇的成分與每10分鐘潮起的氣體不同。調查人員認為這種差異意味著炸彈發出的氣泡來自火山中的更深層次。
彼得斯說:“看來這兩種行為彼此脫鉤。”他指出,即使爆發突然降低了熔岩湖水平,氣體循環仍在繼續。
上下的計算機建模火山管道彼得斯說,將有助於解釋這一奇怪的行為,並洞悉其他火山的內部運作。
但是有一個障礙。
彼得斯說:“基本上,熔岩的所有可衡量特性仍在搶奪。”甚至是熔岩的溫度只是一個猜測 - 從未直接測量它。這部分是由於炸彈造成死亡的風險,部分原因是該湖被330英尺深(100 m)的火山口融合在一起。彼得斯說:“白日夢是做一個叫做火山捕魚的事情,這是從電纜懸掛到湖中的樂器。”
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