基拉韋厄火山目前沒有噴發,但科學研究仍在繼續

一旦噴發結束,科學研究才剛剛開始

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點。


基拉韋厄火山自 8 月以來一直很平靜,但火山噴發的情況是這樣的:當熔岩停止流動時,科學研究並沒有結束。當噴發進行時,事件發生得太快,無法進行更深入的分析。生成的資料量是驚人的。火山學家正在努力收集資料,至於解釋資料,大部分深入的研究必須等到火山休眠時才能進行。當噴發突然且不斷發展時,通常沒有人有機會進行比最表面的分析更深入的研究。

為了讓大家瞭解情況:我們仍在解釋和重新解釋 1980 年代聖海倫斯山噴發序列的資料。那已經是 38 年前的事了,不是嗎?我想說的是,火山噴發可能異常複雜。

我們將花數年甚至數十年的時間來整理基拉韋厄火山這次噴發教給我們的知識。現在還處於早期階段!到目前為止,我們學到了什麼?讓我們來看看


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這是一次相當不尋常的噴發

我們很容易忘記我們對火山的瞭解是相對較新的,並且仍然在突飛猛進地增長。最近這次的噴發表明,雖然我們研究夏威夷火山已經有一個多世紀了,但它們仍然會給我們帶來驚喜

首先,像今年早些時候那樣深刻地重塑了基拉韋厄火山破火山口和哈雷茂茂的頂部塌陷是相對罕見的。在基拉韋厄火山,這是自至少 1800 年以來最大的頂部塌陷,並且包括自 1924 年以來最強烈的頂部爆炸。在過去 50 年中,全球玄武岩火山只發生過三次類似的事件。基拉韋厄火山過去曾發生過更大的爆炸性事件,但自 1790 年以來,也就是 200 多年前,就沒有發生過了。

2018 年活動的其它方面也很不尋常。5 月 4 日襲擊基拉韋厄火山南側的 6.9 級地震是自 1975 年以來夏威夷發生的最大地震。下東裂谷帶噴發主要階段的二氧化硫氣體排放率,至少為每天 5 萬噸,是基拉韋厄火山有史以來測得的最高值。8 號裂縫熔岩生產率對於基拉韋厄火山來說也異常高,大約是 1955 年和 1960 年下東裂谷帶噴發期間的三倍。

這種非凡的事件讓科學家有機會親身研究基拉韋厄火山的行為,挑戰舊觀念,並檢驗新觀念。例如,根據對 1924 年哈雷茂茂火山爆發活動的目視觀察,科學家們認為此類事件是由地下水與熱巖或岩漿的相互作用引起的。2018 年的塌陷是歷史上同類事件中監測最為徹底的一次,但對資料的初步分析並未發現地下水參與爆炸的任何證據。

科學家們喜歡這樣的驚喜,因為它們挑戰了傳統觀念,並有助於更好地理解。請繼續關注。

你興奮嗎?我很興奮!即使基拉韋厄火山決定暫時結束其奢華的岩漿展示,我們仍然有足夠的東西讓我們著迷。

基拉韋厄火山還有更多不為人知的一面

有時,當我們被地表發生的事情分散注意力時,我們忘記了火山有深根。而當涉及到基拉韋厄火山時,我們談論的是一個火山島。它的大部分存在於水下。而且在海浪下發生了很多活動!

雖然基拉韋厄火山的海底南側是火山的重要組成部分,但其運動比海平面以上的部分更難監測。雖然我們可以記錄火山側翼下發生的地震,但只有最大和最靠近海岸的地震才能被美國地質調查局夏威夷火山觀測站 (HVO) 地震網路很好地捕捉到。一般來說,只記錄到少數近海地震。然而,在 6.9 級地震和基拉韋厄火山的 LERZ 噴發之後,在南側下方發生了大量地震,其中一些發生在通常地震活動不活躍的地區。


為了更好地瞭解基拉韋厄火山南側內部發生的事情,並幫助確定它如何受到噴發的影響,來自西華盛頓大學、萊斯大學和羅德島大學的一組科學家於 7 月在基拉韋厄海底南側部署了 12 個海底地震儀 (OBS)。

他們收集的資料將幫助我們瞭解一個我們不容易進入的領域。我們在這裡學到的東西將幫助我們瞭解世界各地的火山。科學真是太棒了

意想不到的熔岩

無論一座火山的研究有多深入,其行為有多可預測,它仍然會讓火山學家大吃一驚!例如:基拉韋厄火山最近一次噴發的岩漿

當 2018 年 5 月 3 日收集到第一個下東裂谷帶 (LERZ) 熔岩樣本時,夏威夷大學希洛分校的地球化學實驗室立即採取行動,與美國地質調查局夏威夷火山觀測站合作,在數小時內確定噴發的熔岩來自儲存的岩漿。與過去 35 年來噴發的任何普吾歐熔岩(通常為 1140 攝氏度或 2080 華氏度)相比,LERZ 熔岩的溫度要低得多(約 1090 攝氏度或 2000 華氏度),並且“演化”程度更高。雖然這個發現並不令人意外,但這是第一次在噴發過程中記錄到它。

但有一個驚喜:17 號裂縫——唯一一個與其他裂縫不在一條線上的噴口——噴發了基拉韋厄火山有史以來發現的最冷、化學演化程度最高的熔岩。其溫度低至 1030 攝氏度(1890 華氏度)。

這僅僅是下東裂谷帶不斷演變的岩漿告訴我們關於噴發及其將如何展開的開始。你可能需要註冊 Facebook 才能看到這篇文章,但這是值得的!

火山灰,火山灰寶貝

是的,沒錯,我剛剛暴露了自己的年齡。

但請看。這並不重要。重要的是我們從噴發過程中排放的火山灰中學到的知識。而且,夥計們,這種火山灰很鹹

在噴發期間,火山灰和富含 SO2羽流之間發生的化學反應會在火山灰顆粒表面形成鹽塗層。這些塗層包含各種可溶性(易溶解)成分。


一旦與水接觸,無論是火山灰落入集水區還是雨水落在火山灰上,可溶性成分都會從火山灰中洗掉。這可能會對人類和農業活動產生影響,既有積極的(如果火山灰向土壤提供營養元素,如硫),也有消極的(如果火山灰會釋放潛在的有毒物質,如氟化物)。


火山灰塗層的成分可以在實驗室中透過火山灰浸出實驗來測量。這是透過將新鮮噴發的火山灰樣本與超純水混合並測量水化學的變化來進行的。


然後可以將這些實驗室的“浸出液”結果與火山灰降落量進行縮放,以評估對水資源、農業和人類健康的潛在影響。如果火山灰塗層構成危害,則可以傳達適當的保護措施。

我們還沒有聽到關於基拉韋厄火山的最終訊息,夥計們。還有更多。還有很多很多。

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