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即使允許人為製造火山爆發，重現感興趣的火山流看起來也是不可能的
在“對科學來說太難了嗎？”系列中，我採訪了科學家們關於他們渴望探索但認為無法研究的想法。例如，這些想法可能涉及超出可能性的機器，例如像太陽一樣大的粒子加速器，或者它們可能是完全不道德的，例如涉及人類的致命實驗。此專題旨在關注不可能的夢想，科學中看似棘手的問題。然而，“對科學來說太難了嗎？”末尾的問號表明，沒有什麼是不可能的。
科學家：格雷格·瓦倫丁，紐約州立大學布法羅分校地質災害研究中心主任。
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想法： 火山爆發時噴出的超高速、熾熱的岩石、火山灰和氣體雪崩，被稱為火山碎屑流，正是它們摧毀並完全掩埋了公元 79 年的古羅馬城市龐貝和赫庫蘭尼姆。它們的速度至少可達每小時 700 公里，溫度可達 800 攝氏度——瓦倫丁說，“它們可能是最危險的火山現象。”
科學家們很難理解火山碎屑流的工作原理，因為所涉及的現象很難縮小到桌面級別。更多地瞭解這些火山流可以幫助人們在災難中生存。“我們知道不可能跑贏它們，但建築物甚至可能是人有可能在火山碎屑流中倖存下來，所以如果我們能夠重現它們的動態並瞭解它們可能在特定火山周圍的走向，我們或許能夠制定更好的應急計劃，”瓦倫丁說。
問題： 即使科學家們可以在真正的火山上進行實驗，目前尚不清楚他們如何讓火山噴發出如此洶湧的洪流。火山碎屑流顯然是由於氣體氣泡在岩漿管道中向上移動與周圍物質之間複雜的相互作用而產生的。為了迫使火山噴發出這些火山流，研究人員必須想辦法讓氣體從其岩漿管道的底部滲出。人們無法在岩漿管道中鑽孔而不讓岩漿噴湧而出，也無法將加壓氣體罐投入岩漿中，因為它們會在到達底部之前很久就融化。
解決方案？ 為了幫助解開關於火山如何運作的謎團，瓦倫丁和他的同事們正在開發一個站點，世界各地的科學家可以在那裡進行模擬火山過程的大規模實驗。“我們現在正在整理實驗設計並獲得成本估算，”他說。
例如，為了在接近真實的規模上模擬火山碎屑流，他們會取一個裝滿熱顆粒的料斗，並將其放在山頂上——基本上是一個高蹺上的箱子，箱子底部會清空，產生直徑可能為 200 米的羽流。“我們基本上會建立一個小型火山，”瓦倫丁說。“我們可以重現所有重要的影響，測量火山流，並瞭解產生它的確切條件。”
圖片 格雷格·瓦倫丁 來自布法羅大學。
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關於作者：查爾斯·Q·崔 是《大眾科學》的特約撰稿人。他的作品也曾發表在《紐約時報》、《科學》、《自然》、《連線》和《LiveScience》等刊物上。在業餘時間，他遊歷了七大洲。在Twitter上關注他@cqchoi。
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