科學(xué)家們已經(jīng)弄清了觸發(fā)大規(guī)模火山爆發(fā)的原因以及可能導(dǎo)致火山爆發(fā)的條件。夏威夷的基拉韋厄火山是世界上最活躍的火山之一。正因?yàn)槿绱?，而且相?duì)容易接近，它也是配備最多監(jiān)測(cè)設(shè)備的火山之一，這些儀器可以測(cè)量和記錄從地震、地面運(yùn)動(dòng)到熔巖量和隨后的一切演變。

然而，基拉韋厄2018年的噴發(fā)是特別大規(guī)模的。事實(shí)上，這是該火山200多年來最大的一次噴發(fā)。位于南加州的美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們利用從這一罕見事件中收集到的大量數(shù)據(jù)，揭示了像這樣的大規(guī)模噴發(fā)的原因，也許更重要的是，什么機(jī)制觸發(fā)了它們。

JPL的Alberto Roman是最近發(fā)表在《自然》雜志上的新研究的主要作者，他說："最終，導(dǎo)致這次噴發(fā)比正常情況下大得多的原因是火山口的崩潰--火山頂上的大坑狀凹陷。在破火山口塌陷期間，靠近火山頂部的巨大巖石塊滑落到火山中。當(dāng)它滑動(dòng)時(shí)，被周圍的鋸齒狀墻壁卡住，然后再滑動(dòng)，這塊巖石擠出的巖漿比通常情況下排出的要多。"

但是科學(xué)小組真正想知道的是，首先是什么導(dǎo)致了破火山口的坍塌--他們找到了答案?？赡艿淖锟?zhǔn)资鞘裁?火山口--熔巖流經(jīng)的開口--位于離火山頂點(diǎn)很遠(yuǎn)的地方，而且海拔比火山頂點(diǎn)低很多。該研究的共同作者、JPL的Paul Lundgren說："有時(shí)，火山在山頂爆發(fā)，但是當(dāng)熔巖從火山下面的噴口中沖出時(shí)也會(huì)發(fā)生爆發(fā)。通過這些低海拔噴口的噴發(fā)可能導(dǎo)致破火山口的坍塌。"

在噴發(fā)期間，火山的表面會(huì)變形，或改變形狀。右下角動(dòng)畫框中的色帶顯示了基拉韋厄在2018年噴發(fā)前到噴發(fā)中期的這些變化。色帶相互之間越接近，該地區(qū)的變形就越嚴(yán)重--就像地形圖上的等高線表示快速變化的高度。

Lundgren將這種類型的通風(fēng)口比作野營(yíng)時(shí)攜帶的可折疊水壺上的水龍頭。當(dāng)水位向水龍頭的位置下降時(shí)，水流會(huì)減慢或停止。同樣地，火山口(或 "水嘴")的位置越低，熔巖在到達(dá)停止點(diǎn)之前可能會(huì)流得越長(zhǎng)。

大量的巖漿可以通過這些噴口迅速?gòu)幕鹕较旅娴氖?或腔)排出，使室上面的破火山口的巖石地面和墻壁沒有足夠的支撐力，最后破火山口的巖石可以坍塌到巖漿室中。隨著巖石的墜落，它使巖漿室加壓，對(duì)于基拉韋厄，研究小組確定了其中的兩個(gè)巖漿室，它們?cè)黾恿肆飨蜻h(yuǎn)處噴口的巖漿以及噴發(fā)的總體積。加壓類似于擠壓水壺以逼出最后一點(diǎn)水。

在建立了這些噴發(fā)過程的模型后，利用基拉韋厄的大量數(shù)據(jù)，他們還將模型的預(yù)測(cè)與其它火山的破火山口塌陷所引起的類似噴發(fā)的觀察結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果是一致的。即使該模型不能預(yù)測(cè)火山何時(shí)噴發(fā)，但它可以提供關(guān)鍵的數(shù)據(jù)以了解一旦噴發(fā)開始后可能出現(xiàn)的嚴(yán)重程度。如果我們?cè)谝粋€(gè)低海拔的噴口看到噴發(fā)，這就是一個(gè)警告，破火山口有可能崩潰;同樣，如果我們檢測(cè)到與破火山口巖塊滑落相一致的地震，噴發(fā)可能會(huì)比平時(shí)大得多。

關(guān)鍵詞： 科學(xué)家 火山爆發(fā) 坍塌 巖石