
地球上最冷的地方也是一个罕见的景点之一,在这里,熔岩湖为火山的心脏提供了一个窗户。
在Erebus火山在南极洲,是一个长寿的熔岩湖蒸汽蒸汽,并向科学家发射了熔岩炸弹,科学家们扩大了山坡,希望揭开火山如何运作的奥秘。 (熔岩炸弹是熔融岩石的斑点。)
“我们认为熔岩湖实际上是岩浆室的顶端,因此,通过研究熔岩湖,我们可以看到火山肠道中发生的事情,” Socorro新墨西哥理工学院的火山学家菲利普·凯尔(Philip Kyle)自1960年代后期就访问了Erebus。
Erebus从1970年代开始就一直保持活跃。 40多年来,像凯尔(Kyle)这样的研究人员在短暂的夏季攀登了其12,450英尺高的(3,794米)的高峰,安装了一系列监测设备,将Erebus转变为世界上最受关注的火山之一。 [画廊:Erebus火山的惊人熔岩湖这是给出的
在几十年的早期,科学家每年夏天在Erebus收集了几周的数据。现在,尽管气候恶劣,但从地震监视器到火山全年栖息的红外摄像机的所有事物。乐器还追踪了火山表面的肿胀和下沉,在地下岩浆脉冲上窥探;听反向(在人类听力范围以下的声音);并嗅探气体逃到空中。
龙的呼吸
从这个漫长的营地中出现的一个了不起的发现之一是,熔岩湖霍夫斯和搅动的定期,就像一条熟睡的龙一样。凯尔说:“我想说的是埃里布斯正在呼吸,尽管我被告知了,因为Erebus只能呼吸。”
凯尔(Kyle)的合作者,剑桥大学的火山学家克莱夫·奥本海默气羽。气体的总量(主要是二氧化碳和水的相等量度,少量二氧化硫和氯化氢)的总量增加了10分钟的循环。气体的组成也可以在相同的周期开关。
但是简短的夏季研究季节意味着科学家不确定这种现象是否仅在他们的手表上发生。也许龙在冬天醒了。
现在,借助全年设备,EREBUS的调查人员已经证明了该周期的全年持续时间,自2004年以来五到18分钟之间的变化。地球和行星科学信件。
“这种行为一直保持不变,这实际上对火山来说是非常不寻常的,”首席研究作者兼剑桥大学的地球物理学家尼尔·彼得斯说。
这项新研究还报告了冒泡湖中其他有趣的行为。彼得斯说,例如,熔岩与10分钟的气体周期一致,其表面上升并下降了约6至10英尺(2至3 m)。湖面上的熔岩冷却以与波动气体相匹配的速度向外流动。彼得斯告诉《 Live Science》的《我们的惊人星球》:“将湖视为一个碗坐在烟斗上,而新鲜的岩浆则升起并散开。” “这就是我们从湖中心向外流出的速度中所看到的。它看起来像是一种厚实的液体,它逐渐令人信服。”
罕见的视野
熔岩湖很少见 - 地球上只有四个长湖,因为火山必须不断向地表供应熔岩。夏威夷的基拉韦阿火山,埃塞俄比亚的Erta Ale Volcano和刚果民主共和国的Nyiragongo Volcano都有湖泊。 [照片:世界上五个最活跃的火山这是给出的
Erebus Volcano的岩浆是一种稀有类型,称为语音岩,比夏威夷基拉韦阿和埃塞俄比亚的Erta Ale的玄武岩高100倍。虽然Erebus是唯一活跃的火山凯尔说,有了声音熔岩,它的双胞胎是东非裂谷的乞力马扎罗山。两者都是陡峭的,锥形的声音火山,从裂谷升起,地壳正在伸展。从罗斯岛(Ross Island)迫在眉睫,Erebus可以从McMurdo研究站和新西兰的Scott Base看到。
美国地质调查局的夏威夷夏威夷火山天文台的火山学家马特·帕特里克(Matt Patrick)表示,对这些有价值的窗口的唯一严格研究,对这些有价值的窗户的唯一严格研究是对Erebus火山的熔岩湖的长期观察。
帕特里克说:“彼得斯论文是理解活跃熔岩湖的重要一步,这在很大程度上是由于他们对熔岩湖活动的独特详细观察。”
它如何工作
凭借他们的数据,Erebus团队的成员现在正在朝着下一个大目标迈进:解释火山的运作方式。
凯尔谈到可预测的管道时说:“这是64,000美元的问题。”
这可能会导致稳定的呼气。想想斑点升起并落在熔岩灯中。现在将这些斑点放在地下管道中,该管道从深埋的岩浆室里喂食熔岩湖。根据一项单独的研究中的一个模型,熔岩在管道上上下移动 - 类似于熔岩灯的流和逆流,该模型将在《地球和行星科学》杂志的同一期刊上发表。
彼得斯(Peters)是“熔岩灯”(Lava Lamp)研究的合着者彼得斯(Peters)说:“正在发生的事情的物理学相当不同,但这是一个很容易的类比。” “批次新鲜的岩浆作为斑点,而不是连续的溪流。”
但是就像一个真实的身体一样,这种“呼吸”来自火山的另一部分,其爆发。 Erebus爆发大气泡出现并破裂在湖中,在周围的山坡上撒上熔岩。一些火山的熔岩炸弹几乎是公交大小。
研究人员发现,在Erebus,这些贝尔奇的成分与每10分钟潮起的气体不同。调查人员认为这种差异意味着炸弹发出的气泡来自火山中的更深层次。
彼得斯说:“看来这两种行为彼此脱钩。”他指出,即使爆发突然降低了熔岩湖水平,气体循环仍在继续。
上下的计算机建模火山管道彼得斯说,将有助于解释这一奇怪的行为,并洞悉其他火山的内部运作。
但是有一个障碍。
彼得斯说:“基本上,熔岩的所有可衡量特性仍在抢夺。”甚至是熔岩的温度只是一个猜测 - 从未直接测量它。这部分是由于炸弹造成死亡的风险,部分原因是该湖被330英尺深(100 m)的火山口融合在一起。彼得斯说:“白日梦是做一个叫做火山捕鱼的事情,这是从电缆悬挂到湖中的乐器。”
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