當熔巖與冰接觸時會發生什麼?爆炸還是融穿冰面?都不是!

2021-01-09 怪羅科學

一提到「火山」,你腦海中閃現的第一個詞是什麼?

熔巖,高溫,噴發,災難,又或者毀滅。

一個「圓錐體」噴出橙黃色的熔巖,看起來很厚,慢慢向外流動,就像一條流向地獄之門的河,這樣的場景會出現在每個人的腦海中。

熔巖,就是已經熔化的巖石,溫度極高,一般介於700-1200攝氏度,幾乎和火山密不可分,可以說,熔巖是地表上最熱的物質之一。

當火山噴發時,熔巖從火山中噴出,順著山坡流下。熔巖一旦暴露在空氣中,它的外表面以每秒數百度的速度冷卻,冷卻速度極快。

僅僅是遇到常溫的空氣,熔巖就以難以置信的速度冷卻,若遇到冰冷的冰塊,會發生什麼?想像一下,一個極熱,一個極冷,兩者接觸會擦出什麼火花?

我們大膽推測,當熔巖遇到冰,很多人認為會發生以下場景:

1、發生爆炸:當熔巖與冰接觸,兩者溫差巨大,有人認為會發生某種形式的爆炸;

2、熔巖「擊穿」冰塊:如果熔巖澆在冰上,那熔巖會將冰融化,融化處出現一個冰洞。

然而,在現實中,預測的兩個情況,都沒有發生。

為了弄清楚事實真相,美國一組研究人員在現實生活中,對熔巖和冰進行了一些實驗。他們融化了300公斤的熔巖,並把它們澆在冰上。

當熔巖遇到冰時發生了什麼?

當熔巖遇到冰時,既不會爆炸,也不會在冰塊中留下坑洞或「隧道」,相反,會形成奇怪的氣泡。這些氣泡最初與熔巖顏色相同,但很快就變黑了。

為什麼會出現這種奇怪的現象?為什麼會形成氣泡?

首先,熔巖的溫度是非常高,當它一接觸到冰的時候,直接將冰轉化成水蒸氣,而不是變成水。

水蒸氣試圖從熔巖中逸出,看起來像是熔巖在沸騰,而實際上是蒸汽試圖逃脫,熔巖包裹著水蒸氣,最終形成氣泡。

其次,當冰上的熔巖開始冷卻時,熔巖表面就會變成又黑又厚的一層,這一厚厚的黑色層將過熱的水蒸氣牢牢困在下面。

這好比是一個技術工人,用吹管將融化的玻璃吹成各種形狀的花瓶一樣。

沒有爆炸,沒有融穿,熔巖甚至能在冰上流動。

這是另一個有趣的事實,熔巖澆冰,人們會認為熔巖太熱了,一接觸到它就會直接穿透冰層。

然而,這並沒有發生,熔巖實際上可以流過冰的表面!

這也是形成水蒸氣的結果。

當熾熱的熔巖與冰接觸後形成的蒸汽,如同在冰的表面形成了一層「光滑毯子」,把熔巖和冰之間的摩擦力減到最小,因此,熔巖在冰上流動完全沒有問題。

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