科學也可以如此靠近

超級火山爆發威力如何預測:化學物質濃度或是關鍵

7月
17
2018

2018年7月17日16時 今日科學 青海新聞網

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新浪科技訊 北京時間1月4日消息,據國外媒體報導,公元79年,維蘇威火山爆發,數千噸熔岩與熾熱的火山灰瞬間埋葬了龐貝古城。無數人因此喪生,城市也毀於一旦。至今,這仍是人類歷史上最慘重的自然災難之一。自此之後,科學家一直在試圖預測什麼時候會出現下一次超級火山爆發。

有些化學物質可改變岩漿黏度,從而直接影響火山噴發效果,並決定火山爆發為噴溢式還是爆炸式。

一項新研究顯示,科學家可通過分析岩漿的化學成分來判斷火山的爆炸威力。科學家指出,有些化學物質可改變岩漿黏度,從而直接影響爆炸效果。

布里斯託大學實驗火山學與岩石學專家、該研究的共同作者迪·熱內瓦博士(Dr Di Genova)表示:「我們找到了岩漿硬度變化的臨界點。如果岩漿黏度很高(就像冷藏狀態下的蜂蜜),氣泡就無法輕易膨脹,產生極高壓強;而如果岩漿黏度較低,氣泡就能順利膨脹、並從岩漿中逸出(就像一瓶氣泡水),我們發現鈉、鉀、鋁和鐵元素含量的變化會影響岩漿黏度,進而影響火山噴發的威力。」

若鉀濃度較高,火山爆發就會更為劇烈;而如果鈉濃度較高,爆發過程則會更加溫和。此外,即使鋁的濃度僅僅「稍有變化」,也會對最終效果產生明顯影響。

火山爆發分噴溢式和爆炸式兩種。前者較為溫和,後者則較為劇烈。

化學物質濃度的變化都極為細微,因此有些火山會在短時間內呈現出兩種不同的噴發模式。而此前科學家並不清楚為何一些火山有時出現噴溢式噴發、有時則為爆炸式噴發。我們找到了解決這一謎題的證據,迪·熱內瓦博士指出。

噴溢式噴發和爆炸式噴發區別巨大,對人類的影響也大為不同。雖然我們無力阻止火山噴發,但了解其潛在威力有助於將對人類生命的威脅降到最低,因此具有無上價值。雖然該研究提供的信息可幫助我們更好地了解火山爆發機制、以及影響火山威力的因素,預測火山爆發時間仍然極為困難。

今後,科學家希望致力於研究火山系統距上述「臨界點」還有多遠。迪·熱內瓦博士表示:「我們需要在實驗室內打造能夠模擬岩漿物理狀態的新情境。這意味著我們要處理極端高壓(2000個大氣壓)和高溫(最高可達1400攝氏度)。這項研究可幫助科學家尋找正確的警示信號。接下來,科學家則將研究如何在火山爆發事件中實際運用這些知識。(葉子。)


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