研究人員揭示了爆炸性火山爆發(fā)的秘密

下一次噴發(fā)何時(shí)發(fā)生?印度尼西亞的默拉皮火山的樣品檢查表明，當(dāng)富含礦物質(zhì)的氣體封閉石質(zhì)最上層的孔隙和微裂紋時(shí)，平流層火山的爆炸性增加。這些發(fā)現(xiàn)為預(yù)測(cè)爆發(fā)提供了新的可能性。

爪哇默拉皮火山是世界上最危險(xiǎn)的火山之一。地質(zhì)學(xué)家通常會(huì)使用地震測(cè)量結(jié)果來(lái)說(shuō)明地下運(yùn)動(dòng)，以便及時(shí)警告即將爆發(fā)的火山爆發(fā)。

一個(gè)由來(lái)自慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)的科學(xué)家組成的國(guó)際團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了另外一個(gè)跡象，表明默拉皮火山峰從熔巖噴發(fā)即將到來(lái)：最上層的石頭“塞子穹頂 ”對(duì)于地下氣體來(lái)說(shuō)是不可滲透的在火山爆發(fā)之前。

TUM工程地質(zhì)學(xué)教授H. Albert Gilg教授說(shuō)：“我們的研究表明，塞子穹頂?shù)奈锢硖匦詴?huì)隨時(shí)間而變化。” “在噴發(fā)之后，熔巖仍然很容易滲透，但是這種滲透性會(huì)隨著時(shí)間的流逝而下沉。氣體被捕集，壓力升高，最后塞圓頂在劇烈的爆炸中破裂。”

默拉皮火山為模型火山

使用六個(gè)熔巖樣品，一個(gè)來(lái)自2006年默拉皮火山噴發(fā)，另一個(gè)來(lái)自1902年噴發(fā)，研究人員能夠確定石頭的蝕變。對(duì)孔體積，密度，礦物成分和結(jié)構(gòu)的研究表明，隨著石材蝕變的增加，滲透率下降了四個(gè)數(shù)量級(jí)。原因是新形成的礦物質(zhì)，特別是硫酸鉀和鋁硫酸鋁，它們能密封熔巖中的細(xì)小裂縫和孔隙。

破壞周期

計(jì)算機(jī)模擬證實(shí)，塞穹頂?shù)臐B透率降低實(shí)際上是下一次噴發(fā)的原因。這些模型表明，像默拉皮火山這樣的平流火山經(jīng)歷了三個(gè)階段：首先，在火山巖仍可滲透的噴發(fā)之后，可能會(huì)放氣。在第二階段中，塞子穹頂對(duì)于氣體來(lái)說(shuō)是不可滲透的，而同時(shí)內(nèi)部壓力持續(xù)增加;在第三階段，壓力使塞子圓頂破裂。

默拉皮火山在2018年5月11日火山爆發(fā)之前和期間的照片均支持三相模型：火山首先散發(fā)煙霧，然后似乎保持了很長(zhǎng)一段時(shí)間，直到天然氣發(fā)現(xiàn)逃逸并射出了一個(gè)噴泉。灰燼飛向天空。

Gilg說(shuō)：“研究結(jié)果現(xiàn)在可以用來(lái)更可靠地預(yù)測(cè)爆發(fā)。” “因此，放氣量的顯著減少表明火山噴發(fā)即將到來(lái)。”

默拉皮火山(Mount Merapi)并不是唯一可以通過(guò)放氣測(cè)量來(lái)及時(shí)預(yù)測(cè)即將爆發(fā)的火山的火山。Stratovolcanoes是整個(gè)太平洋地區(qū)經(jīng)常遭到破壞的來(lái)源。最著名的例子是菲律賓的皮納圖博火山，美國(guó)西部的圣海倫斯山和日本的富士山。