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沒有兩次火山爆發是完全相同的,但科學家認為科勞厄火山的一系列爆發性噴發屬於一個全新的類別。
透過分析 2018 年發生的 12 次連續爆發的動力學,研究人員描述了一種新型火山爆發機制。 爆炸是由地面塌陷時壓力突然增加引起的,將岩石碎片和熱氣噴射到空中,就像經典的踩火箭玩具一樣。
來自俄勒岡大學、美國地質調查局和中國四川大學的研究人員在論文中報告了他們的發現發表5月27日於自然地球科學。
基拉韋厄山頂發生的一系列特殊爆炸是一系列事件的一部分,其中包括從火山側面較低處噴發的熔岩流。 幾個月來,這些熔岩流摧毀了夏威夷島上數千棟房屋和流離失所的居民。
確切了解過去火山爆發發生的情況(俗稱「後報」)可以讓火山學家做出更好的預測並向火山爆發路徑上的人們發出更準確的警告。
俄勒岡大學博士生 Josh Crozier 表示,在大多數情況下,火山爆發要么主要是由岩漿上升、地下水蒸發,要么是兩者的某種組合引起的。 但這些火山爆發並不完全符合這個模式。
克羅澤說:“這些火山爆發非常有趣,因為它們似乎並不真正涉及其中任何一個。” “噴發物質中幾乎不含看起來像噴出的新鮮岩漿的物質,但也沒有證據表明涉及大量地下水。”
美國地質調查局旗下的夏威夷火山觀測站則密切關注基拉韋厄火山。 這座火山佈滿了科學儀器,從測量地球震動的地面感測器到分析火山釋放的氣體的工具。
俄亥俄大學火山學家萊夫·卡爾斯特羅姆 (Leif Karlstrom) 表示:“這些火山噴發的一個很酷的事情是,其中有很多火山噴發的順序非常相似;這相對不尋常。” 「通常,不會那麼頻繁地發生。
因此,該團隊擁有比平常更多的數據,可以更深入研究火山爆發的具體動態。
將所有這些數據放入各種大氣和地下模型中,科學家拼湊出一個關於 2018 年一系列事件期間基拉韋厄火山發生的新故事。
在每次峰頂爆炸之前,岩漿都會從地下水庫中緩慢排出。 (這些岩漿正在向 40 公里外火山東側的熔岩流注入。)隨著水庫的枯竭,其上方的地面(火山頂部破火山口內的火山口)突然塌陷。
這迅速增加了水庫的壓力。 由於此儲層頂部積聚了一小塊岩漿氣體,壓力的增加將岩漿氣體和碎石碎片擠壓通過管道,並將它們從基拉韋厄火山口的通風口噴出。
研究人員將噴發動態與踩踏火箭玩具進行了比較,踩在連接到軟管的氣囊上,將彈體發射到空中。
克羅澤爾說:“‘踩踏’是一整公里厚的岩石落下,對口袋施壓,然後迫使材料直接向上。” “‘火箭’當然是從火山噴發的氣體和岩石。”
克羅澤指出,火山口塌陷相當常見。 因此,雖然這是科學家第一次明確闡明這種特定的踩踏火箭機制,但這可能不是唯一一次發生。
該研究能夠將地球物理觀測與大氣中火山羽流的特性連結起來。
「這種聯繫非常罕見,」俄勒岡大學火山學家喬·杜菲克 (Joe Dufek) 說。 “它為我們提供了觀察火山噴發並將感測器測量與電腦模擬相結合的新方法,以更好地評估火山爆發的危害。”
杜菲克說,事實上這是一系列較小的噴發,這可能使我們更容易看到潛在的機制。 其他複雜的過程並沒有讓跺腳火箭組件黯然失色。
但這並不是說基拉韋厄火山很簡單。 典型的教科書火山圖顯示岩漿向上移動穿過不同深度的火山室。 但事情很少那麼簡單,像基拉韋厄火山這樣的火山,裝飾著,提供了深入研究細節的機會。
「這就是一個例子,而且這樣的例子越來越多,其中岩漿上升的路徑在幾何上相當複雜,」卡爾斯特羅姆說。 “它讓我們對火山管道系統有了更細緻的了解。”