研究揭示气泡如何塑造基拉韦厄 2018 年熔岩流

新研究表明,气泡在控制熔岩传播的速度和距离方面发挥着核心作用,熔岩流模型需要考虑气泡,才能更准确地预测熔岩将在哪里停止。

来源:地球大学 | 哥伦比亚大学 | 行星状态

亮点

  • 研究人员使用 200 多个无人机视频、熔岩样本和数值模型来重建熔岩流向海洋移动时如何变化。
  • 在喷口附近,熔岩的体积接近80%是气泡;当它移动时,气体逸出,晶体生长,熔岩变得更加难以流动。
  • 气泡行为,而不仅仅是气泡丰度,强烈影响熔岩传播的速度和距离。
  • 研究结果表明,考虑气泡行为的变化可以极大地改善熔岩流预测。
  • 2018 年基拉韦厄火山喷发期间,熔岩掩埋了整个社区,其源头附近近 80% 的熔岩由气泡组成。最近的一项研究表明,这些气泡在控制熔岩传播的速度和距离方面发挥了核心作用,熔岩流模型需要考虑气泡,才能更准确地预测熔岩将在哪里停止。

    这次喷发是夏威夷两个世纪以来最具破坏性的火山事件之一,从 2018 年 5 月持续到 9 月,喷发面积达 13.7 平方英里(35.5 平方公里),面积超过曼哈顿的一半,并摧毁了 700 多座建筑物。最丰富的熔岩源是 8 号裂缝,称为 Ahu’ailā’au,它产生了快速移动的河流般的水流,在五天内到达海岸。

    这项研究发表在《火山学和地热研究杂志》上,利用 200 多个无人机视频、熔岩样本和数值模型来跟踪 8 号裂缝流在流向海洋 8 英里(13 公里)时在速度、内部构成和粘度方面的变化。通过将熔岩视为液态岩石、气泡和晶体的混合物,该研究揭示了这些成分之间的相互作用如何影响熔岩流的行为。

    解读熔岩流

    晶体含量也沿着水流上升,从喷口处的约 6% 上升到 12.5 公里处的 18%。在更下游的地方,冷却和晶体生长成为熔岩运动的主要控制因素,标志着喷口附近由气泡主导的动力学的转变。