2018 年,夏威夷岛发生了著名的火山喷发,岩浆喷泉喷向天空,这让科学家们了解到火山的威力。
这一系列独特的 12 次喷发摧毁了至少 700 所房屋,造成 2,000 多人流离失所,可能代表了一种全新的火山爆发机制。
俄勒冈大学火山学家 Leif Karlstrom 解释道:“这些火山喷发的一个有趣之处在于,它们连续发生的多次喷发都非常相似;这是相对不寻常的。”
“通常,火山爆发不会如此有规律地发生。”
大部分已知的火山喷发被认为是由上涨的岩浆、沸腾的地下水或两种地下力量的结合引起的。但六年前基拉韦厄火山的喷发与这两种力量都无关。
事实上,在这座世界上最活跃的火山突然爆发之前,其温度和化学成分似乎没有发生显著变化。
2019 年,两位火山学家对这些数据感到困惑,他们认为基拉韦厄火山东部裂谷带的火山喷发可能是由“踩踏火箭”机制引发的,这些火山喷发的源头是一条地下熔岩河。
踩踏火箭是一种玩具,其设计是当人踩到气囊上时,空气就会被推入管内,迫使附带的“火箭”飞行。
就基拉韦厄火山而言,美国地质调查局 (USGS) 的火山学家戴维·雪利 (David Shelly) 和韦斯顿·塞伦 (Weston Thelen) 认为,进行“踩踏”的脚是由于熔岩室上方的地面塌陷,导致气体、岩石和熔岩从深处喷涌而出,涌向上方的世界。
2018 年喷发期间的基拉韦厄火山。(Gansecki 等人,《科学》,2018 年/美国地质调查局拍摄的照片)
目前,由卡尔斯特罗姆、塞伦以及俄勒冈大学、美国地质调查局和中国四川大学的同事组成的研究小组已经证实,“跺脚”机制确实是有可能的。
2018 年,岩浆流出基拉韦厄火山主系统并向东蔓延,形成了一条 10 公里长(6.2 英里)的地下隧道。与此同时,该地区发生了一系列地震。
模型显示,如果熔岩隧道的顶部因其中一次地震而突然坍塌,可能会引起熔岩飞溅,从而在地下形成压力,很容易导致大气羽流从喷口喷射出 8 公里(5 英里)高,就像 2018 年观测到的那样。
研究小组解释说:“基拉韦厄火山爆发时,火山顶部正处于火山口塌陷的初期,当时从岩浆库中流出的岩浆足以使上覆的地壳岩石在自身重量的作用下向下坠落。”
“基拉韦厄火山崩塌是由一系列离散地震引起的,水库上方的岩石突然向下滑动,导致水库水量减少。”
2018 年前 9 次火山喷发的时间均可通过这种“践踏”效应来解释,表明它是发挥作用的主要动力。
虽然这是火山喷发首次促使科学家考虑这一新诱因,但火山口坍塌是过去几次火山喷发的特征,这表明这种机制可能比科学家想象的更为常见。
如果我们要预测和预防未来的火山爆发,更好地了解火山爆发的方式至关重要。基拉韦厄火山 2018 年的爆发是吸取过去灾难教训的宝贵机会。
该研究发表在《自然地球科学》杂志上。
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