撰文:刘芳 编审:HS 排版:李雪薇 他们推断,这个高约 1800 米,宽约 20 公里的水下火山将自己炸的不轻。爆炸的巨大威力很可能在地球表面形成了一个暂时性的大洞,海水冲进洞里,然后从喷口径向反弹。
汤加 Nomuka 岛被火山灰覆盖 | 来源:New Zealand Air Force P-3K2 Orion 汤加火山活跃的主要原因首先是太平洋板块在澳大利亚构造板块中的下沉。当板块下沉到地幔的超热岩石中时,里面的水被涌出,上升到上面的地幔中。这使得地幔被融化形成粘性的充满气体的岩浆,为爆炸性的喷发提供了条件。 Shane Cronin 研究团队绘制的声纳火山地形图 | 来源:Shane Cronin 但是,当岩浆从充满火山气体的地下极速喷出时,海水的冷却作用就失效了。当岩浆迅速进入水中时,任何蒸汽层都会迅速破裂,使高温岩浆与冷水直接接触。 火山研究人员称这种现象为“燃料-冷却剂相互作用”,类似于武器级的化学爆炸。极其猛烈的爆炸将岩浆撕裂形成了新的连锁反应。更多岩浆碎片将更加炎热的内部表面暴露在水中,爆炸重复发生,最终喷射出火山颗粒,导致超音速爆炸。 在 1100 年的大喷发后,这种火山一直在深处堆积熔岩。随着火山几乎被填满,少量的岩浆从火山中泄漏出来。一旦超过负荷,大量的岩浆结晶就会开始推动气体压力上升,且速度太快,无法通过小喷发释放出来。当巨大的岩浆供应找到一个开口时,它会猛烈地减压。 汤加火山爆发卫星实况 | 来源: 美国国家海洋和大气管理局(NOAA) 火山之所以会产生闪电,是因为火山灰柱中的颗粒相互碰撞,或者撞到大气中的冰块上,从而产生电荷。正负电荷被分开,从而引发一道道闪电。 最初,汤加火山的闪电是由总部位于芬兰的气象公司Vaisala探测到的。它们开发的 GLD360 网络可以用无线电波“喷发”的形式“听到”闪电。在最初的两周里,系统记录到其每天几百或几千次 的闪电,确实没有什么不寻常的。“我猜它是在清清嗓子,” Vaisala 的气象学家 Chris Vagasky 说。 但到周五晚些时候和周六早上的时候,汤加火山在一小时内制造了 20 万次闪电。相比之下,2018 年印尼 Anak Krakatau 火山喷发在一周内只制造了34万次闪电。 “我简直不敢相信我看到的数字,” Vagasky 说,“在火山爆发时,你很少能看到这种情况。昨晚的地球没有任何一个地方有这么多电。” 国家地理认为,从远处看这些闪电可能很壮观,但近距离感受时好似世界末日。电闪雷鸣之下火山在发出无尽的怒吼,宙斯的闪电长矛不断击中地面和海洋。这对在汤加其他岛屿上的任何人来说都是极其危险的。 那么,为什么这次火山喷发的闪电会打破记录呢? 新墨西哥州 Los Alamos 国家实验室的火山声学研究员 Kathleen McKee 说,水的存在总是会增加闪电的几率。当岩浆与浅层水混合时,水被猛烈加热和蒸发,将岩浆炸成数百万小块。粒子越丰富、越细,产生的闪电就越多。 慕尼黑大学(Ludwig Maximilian University Of Munich)的实验火山学家 Corrado Cimarelli 也对国家地理表示,喷发产生的热量很容易将水蒸气输送到更冷、更高的大气中,在那里变成冰。这为火山灰的碰撞和发电提供了大量的额外颗粒。 汤加火山爆发卫星图 | 来源:EPA Shane Cronin 在最近的一篇博客文章中补充说,这座火山在上一次喷发后补充了它的岩浆库。在 1100 年的大喷发后,火山的深处一直在堆积熔岩。随着火山几乎被填满,少量的岩浆从火山中泄漏出来。一旦超过负荷,大量的岩浆结晶就会开始推动气体压力上升,且速度太快,无法通过小喷发释放出来。当巨大的岩浆供应找到一个开口时,它会猛烈地减压。 对于这次喷发的影响,气候学家 Jim Salinger 认为空气中释放大量的二氧化硫(SO2)会将太阳的一些辐射反射出去,对局部地区产生一些冷却作用,但不会对改变全球气候。 目前新西兰和澳大利亚正在经历历史上最热的夏天。Salinger 认为在几个月之后局部地区会降温 0.1 至 0.5 摄氏度,一直持续到春季。 除此之外,汤加还可能出现酸雨和火山烟雾,这可能会对火山周围地区的人类健康造成短期危害。 汤加运动员 Pita Taufatofua 参考文献: https://www./science/article/the-science-behind-the-tonga-eruption-and-tsunami https://www./f/tonga-tsunami-relief-by-pita-taufatofua https://www./world/oceania/the-equivalent-of-1000-hiroshima-bombs-world-watched-a-tremendous-explosion-in-tonga-20220116-p59oka.html https:///science-updates/new-volcanic-island-unveils-explosive-past 热门视频推荐 |
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