基拉韦厄火山目前没有喷发,但科学研究仍在继续

一旦喷发结束,科学研究才刚刚开始

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。


基拉韦厄火山自 8 月以来一直很平静,但火山喷发的情况是这样的:当熔岩停止流动时,科学研究并没有结束。当喷发进行时,事件发生得太快,无法进行更深入的分析。生成的数据量是惊人的。火山学家正在努力收集数据,至于解释数据,大部分深入的研究必须等到火山休眠时才能进行。当喷发突然且不断发展时,通常没有人有机会进行比最表面的分析更深入的研究。

为了让大家了解情况:我们仍在解释和重新解释 1980 年代圣海伦斯山喷发序列的数据。那已经是 38 年前的事了,不是吗?我想说的是,火山喷发可能异常复杂。

我们将花数年甚至数十年的时间来整理基拉韦厄火山这次喷发教给我们的知识。现在还处于早期阶段!到目前为止,我们学到了什么?让我们来看看


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这是一次相当不寻常的喷发

我们很容易忘记我们对火山的了解是相对较新的,并且仍然在突飞猛进地增长。最近这次的喷发表明,虽然我们研究夏威夷火山已经有一个多世纪了,但它们仍然会给我们带来惊喜

首先,像今年早些时候那样深刻地重塑了基拉韦厄火山破火山口和哈雷茂茂的顶部塌陷是相对罕见的。在基拉韦厄火山,这是自至少 1800 年以来最大的顶部塌陷,并且包括自 1924 年以来最强烈的顶部爆炸。在过去 50 年中,全球玄武岩火山只发生过三次类似的事件。基拉韦厄火山过去曾发生过更大的爆炸性事件,但自 1790 年以来,也就是 200 多年前,就没有发生过了。

2018 年活动的其它方面也很不寻常。5 月 4 日袭击基拉韦厄火山南侧的 6.9 级地震是自 1975 年以来夏威夷发生的最大地震。下东裂谷带喷发主要阶段的二氧化硫气体排放率,至少为每天 5 万吨,是基拉韦厄火山有史以来测得的最高值。8 号裂缝熔岩生产率对于基拉韦厄火山来说也异常高,大约是 1955 年和 1960 年下东裂谷带喷发期间的三倍。

这种非凡的事件让科学家有机会亲身研究基拉韦厄火山的行为,挑战旧观念,并检验新观念。例如,根据对 1924 年哈雷茂茂火山爆发活动的目视观察,科学家们认为此类事件是由地下水与热岩或岩浆的相互作用引起的。2018 年的塌陷是历史上同类事件中监测最为彻底的一次,但对数据的初步分析并未发现地下水参与爆炸的任何证据。

科学家们喜欢这样的惊喜,因为它们挑战了传统观念,并有助于更好地理解。请继续关注。

你兴奋吗?我很兴奋!即使基拉韦厄火山决定暂时结束其奢华的岩浆展示,我们仍然有足够的东西让我们着迷。

基拉韦厄火山还有更多不为人知的一面

有时,当我们被地表发生的事情分散注意力时,我们忘记了火山有深根。而当涉及到基拉韦厄火山时,我们谈论的是一个火山岛。它的大部分存在于水下。而且在海浪下发生了很多活动!

虽然基拉韦厄火山的海底南侧是火山的重要组成部分,但其运动比海平面以上的部分更难监测。虽然我们可以记录火山侧翼下发生的地震,但只有最大和最靠近海岸的地震才能被美国地质调查局夏威夷火山观测站 (HVO) 地震网络很好地捕捉到。一般来说,只记录到少数近海地震。然而,在 6.9 级地震和基拉韦厄火山的 LERZ 喷发之后,在南侧下方发生了大量地震,其中一些发生在通常地震活动不活跃的地区。


为了更好地了解基拉韦厄火山南侧内部发生的事情,并帮助确定它如何受到喷发的影响,来自西华盛顿大学、莱斯大学和罗德岛大学的一组科学家于 7 月在基拉韦厄海底南侧部署了 12 个海底地震仪 (OBS)。

他们收集的数据将帮助我们了解一个我们不容易进入的领域。我们在这里学到的东西将帮助我们了解世界各地的火山。科学真是太棒了

意想不到的熔岩

无论一座火山的研究有多深入,其行为有多可预测,它仍然会让火山学家大吃一惊!例如:基拉韦厄火山最近一次喷发的岩浆

当 2018 年 5 月 3 日收集到第一个下东裂谷带 (LERZ) 熔岩样本时,夏威夷大学希洛分校的地球化学实验室立即采取行动,与美国地质调查局夏威夷火山观测站合作,在数小时内确定喷发的熔岩来自储存的岩浆。与过去 35 年来喷发的任何普吾欧熔岩(通常为 1140 摄氏度或 2080 华氏度)相比,LERZ 熔岩的温度要低得多(约 1090 摄氏度或 2000 华氏度),并且“演化”程度更高。虽然这个发现并不令人意外,但这是第一次在喷发过程中记录到它。

但有一个惊喜:17 号裂缝——唯一一个与其他裂缝不在一条线上的喷口——喷发了基拉韦厄火山有史以来发现的最冷、化学演化程度最高的熔岩。其温度低至 1030 摄氏度(1890 华氏度)。

这仅仅是下东裂谷带不断演变的岩浆告诉我们关于喷发及其将如何展开的开始。你可能需要注册 Facebook 才能看到这篇文章,但这是值得的!

火山灰,火山灰宝贝

是的,没错,我刚刚暴露了自己的年龄。

但请看。这并不重要。重要的是我们从喷发过程中排放的火山灰中学到的知识。而且,伙计们,这种火山灰很咸

在喷发期间,火山灰和富含 SO2羽流之间发生的化学反应会在火山灰颗粒表面形成盐涂层。这些涂层包含各种可溶性(易溶解)成分。


一旦与水接触,无论是火山灰落入集水区还是雨水落在火山灰上,可溶性成分都会从火山灰中洗掉。这可能会对人类和农业活动产生影响,既有积极的(如果火山灰向土壤提供营养元素,如硫),也有消极的(如果火山灰会释放潜在的有毒物质,如氟化物)。


火山灰涂层的成分可以在实验室中通过火山灰浸出实验来测量。这是通过将新鲜喷发的火山灰样本与超纯水混合并测量水化学的变化来进行的。


然后可以将这些实验室的“浸出液”结果与火山灰降落量进行缩放,以评估对水资源、农业和人类健康的潜在影响。如果火山灰涂层构成危害,则可以传达适当的保护措施。

我们还没有听到关于基拉韦厄火山的最终消息,伙计们。还有更多。还有很多很多。

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