火山震颤或有助于预测大规模爆发

模拟火山爆发前震颤的新方法或有助于预警即将到来的灾难

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地震通常先于爆发性火山喷发,例如 1980 年圣海伦斯火山的灾难性爆发。但几十年来,利用震颤来预测此类爆炸的时间和强度的尝试均未成功。现在,多学科研究团队已经开发出模型,可能有助于在灾难性喷发发生前数小时至数天发出警告。

英国利兹大学的一组科学家调查了火山震颤为何成簇出现以及为何它们可能发生在火山内部多个深度的奥秘。答案可能在于岩浆的行为方式:很像橡皮泥,如果快速拉开就会破碎。当火山主要管道内上升的岩浆破裂时,岩浆会产生深层裂缝。这些裂缝削弱了岩浆,帮助它在其他点破裂并更快地流动,从而导致更多的破碎发生。

这样一系列破裂可能解释了过去研究从火山中探测到的低频地震群。利兹大学地球物理学家于尔根·诺伊伯格说,对这种震颤的分析可以确定岩浆上升的速度,“因此可以用来预测爆炸”。诺伊伯格和他在利兹的同事马克·托马斯于 3 月 2 日在《地质学》杂志上在线详细介绍了他们的发现。


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另一个团队开发的模型考虑了火山内部岩浆柱产生的震颤,这些岩浆柱像节拍器杆一样在其主要管道内来回摆动。不列颠哥伦比亚大学火山学家兼地球物理学家马克·耶利内克报告说,岩浆摆动的速率与大多数火山震颤的主频率相匹配,他在 2011 年 2 月 24 日出版的《自然》杂志上描述了他的团队的工作。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)

随着爆发性喷发临近,该模型表明火山震颤频率将以可预测的方式升高:爆发性喷发会产生气体,这将把岩浆柱收缩成更硬、更薄的形状,从而更快地摆动。两个研究团队都表示,他们需要用来自火山的更多数据来进一步完善他们的模型。未来任何预测爆发性喷发的尝试还需要关注气体排放的变化以及火山在爆炸前如何发生物理变形。“如果我们把所有这些数据放在一起,我们或许能够防止悲剧,”诺伊伯格说。

本文以印刷版形式发表,标题为“Thar She Blows!”

Charles Q. Choi《大众科学》的撰稿人。他的作品也曾发表在《纽约时报》、《科学》、《自然》、《连线》《生活科学》等刊物上。在他的业余时间,他游历了七大洲。

更多作者:Charles Q. Choi
大众科学 Magazine Vol 306 Issue 5本文最初以 “Thar She Blows!” 为标题发表于《大众科学》杂志 第 306 卷第 5 期(),第 21 页
doi:10.1038/scientificamerican0612-21
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