บทความเบื้องหลังนี้จัดทำขึ้นเพื่อ Livescience โดยร่วมมือกับมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ
ในขณะที่วิชาเอกธรณีวิทยาที่มหาวิทยาลัยปิซาในปี 2534 ฉันเดินทางไปเรียนที่ Vulcano ภูเขาไฟขนาดเล็กใกล้กับชายฝั่งทางเหนือของซิซิลี (คำว่า "ภูเขาไฟ" มีต้นกำเนิดมาจาก Vulcano ซึ่งได้รับการตั้งชื่อตามพระเจ้าโรมันแห่งไฟ)
ในระหว่างการเดินทางภาคสนามฉันปีนขึ้นไปบนยอด Vulcano จากนั้นลงไปในปล่องภูเขาไฟ เมื่อฉันไปถึงพื้นปล่องภูเขาไฟฉันประหลาดใจกับความเงียบสงบและความเงียบที่เต็มไปด้วยอากาศ แต่เมื่อฉันเหลือบมองไปที่กำแพงปล่องภูเขาไฟสีเหลืองอมซัลเฟอร์สีเหลืองที่อยู่รอบตัวฉันจากนั้นก็มองลงไปที่เท้าของฉันที่ปลูกไว้ด้านบนของ“ จุกไม้ก๊อก” เสียบคอของภูเขาไฟที่ใช้งานอยู่ฉันจำได้ว่าภูเขาไฟนี้สามารถระเบิดได้ตลอดเวลา
ด้วยความแตกต่างระหว่างความสงบและความแข็งแกร่งของวัลคาโนตอนนั้นและที่นั่นฉันตัดสินใจที่จะอุทิศชีวิตที่เหลือของฉันเพื่อศึกษาภูเขาไฟ แต่แทนที่จะทำงานที่ท็อปส์ซูภูเขาไฟฉันมีตั้งแต่ปี 1993 ทำงานที่ฐานภูเขาไฟส่วนใหญ่ขุดและกลั่นกรองผ่านเถ้าภูเขาไฟและหินเพื่อข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการปะทุ (สามีของฉันยังเป็นนักธรณีวิทยาศึกษาคุณสมบัติทางธรณีวิทยาในการประชุมสุดยอดของภูเขาไฟที่ใช้งานอยู่เมื่อเขาไม่ได้ช่วยดูแลลูกของเรา)
ไปที่ Vesusvius
ในขณะที่ได้รับปริญญาเอกของฉัน ที่ University of Pisa ฉันหันความสนใจไปที่ Vesuvius ซึ่งเป็นหนึ่งในภูเขาไฟที่อันตรายที่สุดในโลก
Vesuvius ปะทุซ้ำหลายครั้งในช่วง 18,000 ปีที่ผ่านมาและตั้งอยู่ในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นที่สุดแห่งหนึ่งของโลก: ประมาณ 700,000 คนอาศัยอยู่โดยตรงในเงาทำลายล้างของภูเขาไฟและอีกล้านคนอาศัยอยู่ภายในไม่กี่ไมล์ของภูเขาไฟ
Vesuvius ปะทุครั้งล่าสุดในปี 2487 ใกล้ถึงจุดสิ้นสุดของสงครามโลกครั้งที่สอง เครื่องยนต์ของเครื่องบินพันธมิตรบางแห่งและบางเมืองใกล้เคียงได้รับความเสียหายจากการระเบิด แต่โดยเถ้าและลาวาของ Vesuvius เนื่องจากการปะทุครั้งต่อไปของภูเขาไฟที่ยังสูบบุหรี่นี้อาจเกิดขึ้นได้ตลอดเวลานักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานอย่างหนักเพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้น
ในฐานะนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาฉันค้นคว้าการระเบิดของ Vesuvius 79 ครั้งซึ่งสังหารผู้อยู่อาศัยหลายพันคนในเมืองโรมันของ Pompeii และ Herculaneum และเมืองอื่น ๆ การศึกษาของฉันได้กล่าวถึงปรากฏการณ์ภูเขาไฟที่รุนแรงที่สุดการไหลของ pyroclastic กระแสน้ำลวกของเถ้าก๊าซพิษและหินที่ยิงลาดชันภูเขาไฟที่หลายร้อยไมล์ต่อชั่วโมง
จากบัญชีผู้เห็นเหตุการณ์เรารู้ว่า Vesuvius ปล่อยคอลัมน์ขนาดใหญ่และเป็นพิษขนาดใหญ่ของก๊าซพิษและเถ้าซึ่งแต่ละกิโลเมตรถึงหลายกิโลเมตรเหนือภูเขาไฟ ตราบใดที่คอลัมน์เหล่านี้ยังคงเป็นแนวตั้งผู้คนบนพื้นดินยังคงอยู่นอกเส้นทางของพวกเขาอย่างปลอดภัย แต่หลังจากผ่านไปหลายชั่วโมงในที่สุดแต่ละคอลัมน์ก็ทรุดตัวลงในการไหลของ pyroclastic ที่วิ่งลงไปตามเนินเขาของ Vesuvius การไหลของ pyroclastic ครั้งแรกฝัง herculaneum และอีกหลายครั้งที่ฝังอยู่ใน Pompeii
การทำแผนที่การทำลายล้าง
การศึกษาของฉันเป็นครั้งแรกที่การไหลของ pyroclastic ได้รับการสร้างขึ้นใหม่ผ่านเขตเมืองและมันเกี่ยวข้องกับการทำแผนที่เส้นทางของการไหลของ pompeii เช่นเดียวกับการระบุความเร็วการไหลอุณหภูมิและความหนาแน่นในสถานที่ต่าง ๆ ในเมือง
ข้อมูลนี้มีความสำคัญเพราะยิ่งเรารู้ว่าการไหลของ pyroclastic ทำงานอย่างไรเราจะช่วยให้ผู้คนอยู่รอดได้ในอนาคต
ในการทำแผนที่กระแสฉันวิเคราะห์โครงสร้างของหินและเถ้าที่ทิ้งไว้ข้างหลังและทำการทดสอบในห้องปฏิบัติการของกระเบื้องหลังคาคานบ้านและแม้แต่กระดูกมนุษย์ที่ถูกดึงออกไปจากกระแส
ผลการศึกษาของฉันชี้ให้เห็นว่าอาคารของ Pompeii แบ่งกระแสขนาดใหญ่ขึ้นเป็นลำธารขนาดเล็กซึ่งตามโครงสร้างเช่นผนังและถนน Roman Archways สร้างช่องทางธรรมชาติที่เข้มข้นและเข้มข้นและอาคารเมืองสร้างลมกรดที่ผสมอากาศเย็นกับเถ้าไหล
การศึกษาใหม่กำลังดำเนินการ
หลังจากได้รับปริญญาเอกของฉันฉันกลายเป็นนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยฮาวายในปี 2544 ด้วยเงินทุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติฉันกำลังทำงานกับดร. บรูซฮัฟตันจากมหาวิทยาลัยฮาวายรวมถึงโทมัสเชียปริญญาเอก นักศึกษาและนาตาลียาโคสบัณฑิตวิทยาลัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ในการศึกษาใหม่มีวัตถุประสงค์เพื่ออธิบายว่าทำไมคอลัมน์ก๊าซแนวตั้งและเถ้าของ Vesuvius จึงยุบลงในกระแสไพโรลาสติกในระหว่างการระเบิดของ 79 AD
เราเชื่อว่าคำอธิบายอาจพบได้ในกระบวนการที่เกิดขึ้นในลำคอของภูเขาไฟขณะที่แมกมาเพิ่มขึ้นสู่พื้นผิวในขณะที่คอลัมน์ยังคงเป็นแนวตั้ง
เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการเหล่านี้ขณะนี้ฉันกำลังศึกษารูปร่างขนาดและองค์ประกอบทางเคมีของฟองเล็ก ๆ และผลึกในหินและเถ้าของภูเขาไฟ เนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้ถูกกำหนดโดยกระบวนการที่เกิดขึ้นก่อนที่แมกมาถึงพื้นผิวและแข็งตัวเป็นหินพวกเขาสามารถทำหน้าที่เป็นหน้าต่างในระดับความลึกของภูเขาไฟ
ฉันยังทำการทดสอบในห้องปฏิบัติการกับดร. เจสสิก้าลาร์เซ่นจากมหาวิทยาลัยอลาสก้าแฟร์แบงค์ที่เกี่ยวข้องกับตัวอย่างของหินที่สร้างขึ้นในระหว่างการระเบิดถึงอุณหภูมิและแรงกดดันสูง ดังนั้นเราจะสร้างการจำลองขนาดเล็กของสิ่งที่เกิดขึ้นภายใน Vesuvius เมื่อมันปะทุขึ้น
ฉันยังคงหลงใหล (แม้ว่าบางคนเรียกฉันว่าหมกมุ่นอยู่กับ) โดย Vesuvius เพราะยิ่งเราเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการทำงานเราจะสามารถทำนายการปะทุของมันได้ดีขึ้นและปกป้องผู้คนจากพวกเขา ยิ่งกว่านั้นสิ่งที่เราเรียนรู้เกี่ยวกับภูเขา Mercurial นี้น่าจะนำไปใช้กับภูเขาไฟอื่น ๆ อีกมากมายเช่นกัน
หมายเหตุบรรณาธิการ: งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนโดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (NSF) หน่วยงานรัฐบาลกลางถูกเรียกเก็บเงินจากการระดมทุนการวิจัยขั้นพื้นฐานและการศึกษาในทุกสาขาของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม
