火山口塌陷增加了火山喷发的规模和持续时间
科学家们已经弄清楚是什么引发了大规模的火山喷发以及可能导致它们的条件。
夏威夷的基拉韦厄火山是世界上最活跃的火山之一。 由于这一点及其相对易于访问，它也是配备最齐全的监测设备之一 - 测量和记录从地震和地面运动到熔岩体积和进展的一切的仪器。
然而，基拉韦厄 2018 年的喷发规模特别大。 事实上，这是该火山 200 多年来最大的一次喷发。 科学家在 美国航空航天局位于南加州的喷气推进实验室利用从这一罕见事件中收集的大量数据来阐明像这样的大规模喷发的原因，也许更重要的是，是什么机制触发了它们。
“最终，导致这次喷发比正常情况大得多的原因是火山口的坍塌——火山顶上巨大的火山口状凹陷，”说 喷气推进实验室的阿尔贝托·罗曼，这项新研究的主要作者最近发表在 自然. “在火山口坍塌期间，火山顶部附近的一块巨大的岩石滑落到火山中。 当它滑动时，卡在它周围的锯齿状墙壁上，再滑动一些，这块岩石挤出的岩浆比通常排出的要多。”
但科学团队真正想知道的是，火山口最初坍塌的原因是什么——他们找到了答案。
可能的罪魁祸首？ 通风口——熔岩流过的开口——距离火山顶很远，海拔也比火山顶低得多。
“有时，火山会在山顶喷发，但当熔岩突破火山下方低得多的通风口时，也会发生喷发，”该研究的合著者、JPL 的 Paul Lundgren 说。 “通过这些低海拔喷口喷发可能导致火山口坍塌。”
在喷发期间，火山的表面会变形或改变形状。 右下方动画框中的色带显示了从基拉韦厄火山 2018 年喷发之前到中途的这些变化。 色带越接近，该区域的变形就越严重——就像地形图上的等高线表示高度快速变化一样。 学分：学分：NASA/JPL-Caltech
Lundgren 将这种类型的通风口比作露营旅行时携带的可折叠水壶上的龙头。 随着水位向龙头位置下降，水流减慢或停止。 同样，火山口（或“龙头”）的位置越低，熔岩在到达停止点之前流动的时间就越长。
大量的岩浆可以通过这些通风口从火山下方的一个（或多个腔室）中快速排出，从而使腔室上方的岩石地板和火山口的墙壁没有足够的支撑。 然后，火山口的岩石会塌陷到岩浆房中。
随着岩石的下落，它给岩浆房加压——对于基拉韦厄，研究小组确定了其中的两个——增加了流向远处喷口的岩浆流量以及喷发的总体积。 加压类似于挤压水壶以挤出最后一点水。
在开发了这些喷发过程的模型后，利用基拉韦厄提供的大量数据，他们还将模型的预测与其他火山的火山口坍塌驱动的类似喷发的观测结果进行了比较。 结果是一致的。 尽管该模型不能预测火山何时喷发，但它可以为火山喷发后可能的严重程度提供重要的洞察力。
“如果我们看到一个低海拔喷口喷发，那就是一个危险信号或警告，火山口可能坍塌，”罗曼说。 “同样，如果我们检测到与火山口岩石块滑动一致的地震，我们现在知道喷发可能会比平时大得多。”
参考：“由火山口坍塌驱动的大型喷发动态”，Alberto Roman 和 Paul Lundgren，14 年 2021 月 XNUMX 日， 自然.
DOI: 10.1038/s41586-021-03414-5
