Science 2026年10月10日 Ars Technica 科学家仍无法解释夏威夷的熔岩喷泉为何总在炫耀 基拉韦厄火山的熔岩喷泉壮观、大致可预测,但仍未得到完全解释——所以科学家们只能看着一座火山按自己的时间表上演戏剧。 0 0 分享 X / Twitter LinkedIn 复制链接 Image: Ars Technica 在大多数情况下,热点驱动的火山活动相对平静,熔岩沿山坡缓慢流下,人们足以从容走开。但在一些地方——埃特纳火山、夏威夷、冰岛——熔岩会以壮观的喷泉形式喷出,高度可达数百米。这对旅游业来说是好事,对站在下坡的人来说则是灾难。 目前,我们还不确定是什么为这些喷泉提供动力。然而,得益于基拉韦厄火山最近的一系列喷发,我们拥有了迄今为止对熔岩喷泉喷发的最佳记录。在《科学》杂志上,美国地质调查局的研究人员描述了我们所看到的现象,并将其与我们基于关于这些熔岩喷泉动力来源的最佳设想所预期的现象进行了比较。 有三个活跃的火山区域会出现喷泉现象,因此一直有源源不断的壮观视频,显示炽热的熔岩从地球中喷涌而出。但自1823年以来,基拉韦厄火山只发生过三次喷泉喷发,尽管它是夏威夷最年轻、最活跃的火山。这些活动引发了深入研究,我们对这座火山的结构有了很好的了解。此前的研究已经确定了地表以下几公里内的几处熔岩残留,并且该火山在基拉韦厄设置了35个独立的数据收集站,包括“地震、次声、大地测量、气体以及视觉和热成像相机”。三十五台仪器,而这座火山仍然坚持保持神秘。 在2018年一次大规模喷发部分排空了一个地下熔岩储库之后,有迹象表明它正在稳步重新填充。然而,从2019年开始,重新填充加速,当地峰顶以每年超过22厘米的速度膨胀。然后,在2023年,这一速度翻倍至每年57厘米,并蔓延到附近的一个破火山口。 2024年,一系列大地震伴随着一个喷口的打开,一条900米长的裂缝张开,在13小时内将高达160米的喷泉喷向天空。在那次喷发平息后不到一天,第二次喷发接踵而至。截至上个月,又发生了52次喷泉喷发,其中最猛烈的一次将熔岩喷到400多米的高空。作为参考,这大约相当于帝国大厦的高度,如果帝国大厦着了火而且也是地质的话。 也许最重要的发现是,我们能够预测喷泉喷发可能发生的时间。每次喷发都会导致基拉韦厄峰顶迅速下沉,随后是哈莱马乌马乌岩浆储库相对缓慢的重新填充。 美国地质调查局认识到,当峰顶倾斜度达到相似水平时,就会发生连续的喷发。虽然与喷发相关的精确倾斜度随着时间的推移呈下降趋势,但连续喷发之间的差异相对较小。这种模式最终帮助该组织在喷发可能发生时发布警报,这尤其有用,因为在喷泉重新开始之前没有明确的地震信号。所以,这座火山实际上确实会提前出拳——只是方式出乎所有人的意料。 这些喷发告诉我们关于驱动喷泉形成的机制是什么? 一个主流观点是,岩浆储库内的压力使水与其他物质混合,直到它达到足够浅的深度,以蒸汽形式逸出。这使岩浆碎裂,从而使其更快上升,进而使更多蒸汽逸出,如此循环,直到地表附近形成一股物质射流。另一种观点认为,这是由岩浆释放二氧化碳驱动的,二氧化碳在岩浆房顶部形成岩浆/气体“泡沫”。一旦达到临界点,气体逸出,带动岩浆一起喷出,直到岩浆房中的供应耗尽。 新数据并未提供清晰的图景。它显然不支持二氧化碳泡沫的形成,因为气体水平仍然很低。