有些火山喷发时不会爆炸——隐藏的力量有助于压力逃逸

了解火山内部的压力如何使气泡提前形成,有助于解释为什么有些火山喷发保持安静而不是爆炸。

来源:《Discover》杂志
美国历史上爆发力最强的火山之一以细流而非爆炸开始喷发。圣海伦斯火山最终在 1980 年爆发之前,富含气体的岩浆渗入火山锥中。智利的基扎普火山和其他似乎注定要爆发的厚岩浆火山也出现了类似的现象。这种模式几十年来一直让火山学家感到困惑。根据长期存在的模型,只有当上升的岩浆经历压力下降时才会形成气泡,就像打开一瓶香槟一样。更多的气泡意味着更快的上升和更大的爆炸机会。但这种解释从未完全解释为什么富含挥发物的岩浆有时会悄然出现。在《科学》杂志上发表的一项新研究中,研究人员发现了这些平静喷发背后缺失的机制:火山管道内的剪切力可以触发地下深处的气泡,使压力在达到爆炸水平之前逸出。合著者奥利维尔·巴赫曼(Olivier Bachmann)在一份新闻稿中表示:“因此,我们可以解释为什么一些粘性岩浆尽管气体含量很高,却会温和地流出而不是爆炸——这是一个长期以来一直困扰我们的谜团。” 岩浆运动如何引发火山喷发气泡在喷发过程中发挥着重要作用,但大多数模型将其视为主要在岩浆上升过程中压力下降时形成。这些模型没有捕捉到岩浆实际上是如何移动的:它沿着管道壁减慢并延伸穿过中心,产生强大的剪切力。研究表明,剪切力在整个火山系统中很常见,可以提供触发新气泡所需的能量。这很重要,因为一些原本应该具有爆炸性的厚厚的、富含气体的岩浆偶尔会悄悄地喷发,这表明管道内的另一个过程有助于气体在压力增大之前逸出。 阅读更多:阿拉斯加斯普尔山的活动表明火山即将喷发测试剪切力如何改变磁力