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科技日?qǐng)?bào)記者?張夢(mèng)然
2022年湯加海底火山爆發(fā)的規(guī)模相當(dāng)巨大，甚至切斷了海底電纜，讓整個(gè)國家瞬間“失聲”，3天后才與世界重新對(duì)話。這一災(zāi)難也成為全球關(guān)注焦點(diǎn)。《自然·地球科學(xué)》最新發(fā)表的一項(xiàng)研究報(bào)道了一種模擬大型爆發(fā)式火山噴發(fā)的方法。該研究表明，這類噴發(fā)形成的灰氣柱會(huì)周期性崩塌，還會(huì)產(chǎn)生一波波有害的火山灰沉積。保存在海里的這些沉積波或能增進(jìn)人們對(duì)這類噴發(fā)事件的理解。
模擬形成破火山口的海底火山噴發(fā)。圖片來源：《自然·地球科學(xué)》
規(guī)模最大的爆發(fā)式火山噴發(fā)能形成又寬又深的凹陷，也稱破火山口，并產(chǎn)生有害的火山灰降落、流動(dòng)的火山灰和火山巖，有時(shí)甚至能引發(fā)海嘯。然而，人們對(duì)這類噴發(fā)的潛在危害一直缺乏理解。大部分位于西太平洋海平面下的湯加洪阿哈阿帕伊島火山的劇烈噴發(fā)，就形成了直徑約4公里的破火山口。這類噴發(fā)形成的海底破火山口有一個(gè)特征，它們會(huì)在海底形成間隔規(guī)律的同心斷階。
加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)團(tuán)隊(duì)此次將含有粗細(xì)顆粒物的水噴射到深度不一的水箱底部，借此模擬會(huì)形成破火山口的災(zāi)難性噴發(fā)柱，并分析了由此得到的噴泉和顆粒物沉積。他們的實(shí)驗(yàn)揭示了這些噴泉會(huì)周期性崩塌，并將物質(zhì)以“沉積波”的形式遞送到海表和海底，頻率取決于噴泉混合物的噴射率和浮力。
團(tuán)隊(duì)推斷在大自然中，這些沉積波會(huì)產(chǎn)生有害的火山灰流，如果在海底的話還會(huì)形成海嘯和海底斷階沉積。他們還研究了包括圣托里尼在內(nèi)的一些海底破火山口的斷階式沉積，并用他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)證明，根據(jù)斷階的結(jié)構(gòu)和間隔就能估算出水深和噴發(fā)強(qiáng)度。
團(tuán)隊(duì)指出，該研究結(jié)果同時(shí)適用于地表和海底的大型爆發(fā)式噴發(fā)，有助于人們理解既往噴發(fā)事件以及未來噴發(fā)可能造成的危害。
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