地球科学家在基劳埃阿火山发现一种新的喷发类型

基拉韦厄火山东侧的熔岩流，由从水下水库排出的岩浆供给。资料来源：美国地质调查局

俄勒冈大学、美国地质调查局和中国四川大学的研究人员在今天（5 月 27 日）发表于《自然-地球科学》的一篇论文中报告了他们的发现。

基劳埃阿火山山顶发生的一连串喷发是一系列事件的一部分，其中包括从火山侧面较低位置喷发的熔岩流。这些熔岩流摧毁了夏威夷岛上成千上万的房屋，使居民流离失所长达数月之久。

了解过去火山爆发的确切情况（俗称"后报"）可以让火山学家对未来的火山爆发做出更好的预测，并向火山爆发路径上的人们发出更准确的警告。

乔希-克罗泽（Josh Crozier）说，在大多数情况下，喷发性火山喷发主要是由上升的岩浆、蒸发的地下水或两者的某种结合驱动的。但这些火山爆发并不完全符合这一模式。

克罗泽说："这些喷发过程非常有趣，因为它们似乎并不涉及这两种物质。喷发物质中很少有看起来像被喷出的新鲜岩浆，但也没有证据表明涉及大量地下水"。

隶属于美国地质调查局的夏威夷火山观测站一直密切关注着基劳埃阿火山。火山上布满了科学仪器，从测量地球震动的地面传感器到分析火山释放气体的工具应有尽有。

奥斯陆大学的火山学家莱夫-卡尔斯特罗姆说："这些火山爆发的一个特点是它们依次发生，非常相似，这是相对不寻常的。通常情况下，火山喷发不会如此有规律地发生。"

2018年5月24日晚些时候，从火山之家附近的火山口边缘看到的来自基劳埃阿山顶火山口哈雷马乌马火山灰羽流上升的景象。这是本研究分析的喷发之一。资料来源：美国地质调查局

因此，研究小组可以利用比平时更多的数据，更深入地研究火山爆发的具体动态。

科学家们将所有数据输入各种大气和地下模型，拼凑出了一个新的故事，讲述了 2018 年在基劳埃阿发生的一连串事件。

在山顶的每次喷发之前，岩浆都会从一个地下水库中缓慢流出。(这些岩浆为 40 公里外火山东侧的熔岩流提供能量）。随着岩浆库的枯竭，岩浆库上方的地面--火山山顶破火山口内的火山口突然坍塌。

这迅速增加了储层的压力。由于储层顶部有一个积聚岩浆气体的口袋，压力的增加将岩浆气体和碎石块挤压过一个导管，并将它们从基拉韦厄火山口的一个喷口喷出。

跺脚火箭装置

研究人员将喷发动态比作跺脚火箭，即踩踏连接到软管上的气囊，将弹丸发射到空中。

克罗齐尔说："'跺脚'过程是一整块一公里厚的岩石掉下来，给口袋加压，然后迫使物质直接上升。当然，'火箭'就是火山喷发出的气体和岩石。"

火山口坍塌是相当常见的现象。因此，虽然这是科学家们第一次具体阐明这种特殊的跺脚火箭机制，但它可能不是唯一一次发生。这项研究能够将地球物理观测结果与大气中火山羽流的特性联系起来。

"这种联系非常罕见，"奥斯陆大学的火山学家乔-杜菲克（Joe Dufek）说。"它为我们观测火山爆发以及将传感器测量与计算机模拟相结合以更好地评估火山爆发造成的危害指明了新的途径"。

这是一系列较小规模的喷发，可能使我们更容易看到潜在的机制。其他复杂的过程并没有掩盖跺脚火箭的作用。

然而，这并不是说基劳埃火山很简单。典型的教科书上的火山图显示，岩浆通过不同深度的腔室向上移动。但事情很少这么简单，像基劳埃阿这样的火山，在科学仪器的帮助下，提供了一个挖掘细节的机会。

卡尔斯特罗姆说："这是一个例子，而且这样的例子越来越多，岩浆上升的路径在几何上相当复杂。这让我们对火山管道系统有了更细致的了解。"

编译来源：ScitechDaily