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基拉韦厄火山熔岩湖令人惊讶的音乐动态

导读 基拉韦厄火山口中的一个熔岩湖在火山喷出更大的嗝之前花了十年的时间晃动和搅动。基拉韦厄火山在 2018 年剧烈喷发。地震、火山灰羽流和熔...

基拉韦厄火山口中的一个熔岩湖在火山喷出更大的嗝之前花了十年的时间晃动和搅动。

基拉韦厄火山在 2018 年剧烈喷发。地震、火山灰羽流和熔岩流扰乱了夏威夷大岛上的生活,改变了火山的地形。但基拉韦厄火山在大爆发之前的十年内喷发得更为温和。这次缓慢喷发的一个显着特征是:在基拉韦厄山顶的 Halema'uma'u 火山口内形成了一个持久的熔岩湖。

俄勒冈大学地球科学家的新研究揭示了这个熔岩湖的动态以及周围地面的变形如何编码火山浅层管道系统中火山气体迁移和岩浆温度变化的特征。

领导这项工作的 UO 地球科学家 Leif Karlstrom 说:“这是对一座非常受欢迎的火山动力学的新观点。” “人们可以站在熔岩湖边缘附近,参观流出的熔岩流。但在地表之下,还有更多的事情发生。” Karlstrom 和 Josh Crozier,前 UO 博士。现在在 USGS 加州火山观测站工作的学生于 6 月 1 日在《科学进展》杂志上报告了他们的发现。

基拉韦厄的熔岩湖由地下岩浆室供给,通过通道与地表相连。由于熔岩冷却和凝固的速度相当快,因此保持一致的熔岩湖需要一个显着的平衡:从深处稳定涌入新熔岩,并留下足够的熔岩以防止积聚过多的压力。

为了更多地了解火山的深层动力学,研究人员分析了夏威夷火山观测站从 2008 年到 2018 年收集的数据。位于火山周围的一系列传感器记录了振动和其他干扰。“一旦有东西在物理上扰乱了岩浆房或熔岩湖,它就会四处晃动,我们可以用地震仪测量它,”卡尔斯特罗姆实验室的前研究生乔什·克罗齐尔说。“在长达十年的喷发中,我们检测到了数以万计的此类事件。我们正在将这些数据与基于物理的过程模型相结合,从而产生这些信号。”

就像叉子敲击水杯发出的声音会根据玻璃杯中的液体量而变化,或者鼓的声音会根据其形状而变化一样,在基拉韦厄山顶附近观察到的地震信号编码了岩浆晃动的共振和走出浅浅的岩浆房。与简单的乐器不同,这种共振的特性取决于岩浆的形状和性质,例如温度和气体含量。通过仔细检查整个喷发过程中的共振信号,研究人员可以推断火山内部发生的事情,而无需直接探测危险和极端的环境。

“我们实际上可以在没有任何直接测量的情况下看到气体随着时间的推移和温度的变化而积聚,”克罗齐尔说。

基拉韦厄火山喷发的一个简单模型表明,岩浆从深处被推升并喷出火山,就像牙膏从管子里挤出来一样。但就基拉韦厄 2018 年的喷发而言,“我们没有看到任何迹象表明有大量岩浆涌入导致喷发,”克罗齐尔说。相反,新的分析支持这样一种观点,即与火山东部裂谷带顶峰岩浆室排出相关的浅层过程有助于形成大喷发。

Karlstrom 强调,现在使用这些信息来预测未来的喷发行为还为时过早。但最终,它可以帮助科学家对火山的地震信号做出更明智的解释。“这是下一步——确定我们发现的这些变化对火山动力学和人类危害的影响。”