大部分火山旁的熔巖都會變成巖石,為何這幾個地方卻保持液態?

2020-12-05 悟空科學

在地球的最南端,有一塊兒大陸叫做南極洲,這裡擁有最冷、最乾燥的自然氣候。雖然它的面積大概只有美國的1.5倍,但是這裡的冰卻可以佔到全世界的90%。在偏遠的南極洲南部島嶼,科學家們發現了第八個熔巖湖,這個巨大的熱熔巖湖就位於桑德斯島。有一個非常普遍的現象,那就是在地球上1500個左右的火山周圍,來自地球深處的熔巖大部分最後都會變成巖石,但為什麼這幾個地方卻仍然處於液態形式?

位於桑德斯島的罕見巨大熔巖湖

科學家們通過研究2003到2018年間無人居住島嶼的衛星圖,發現了地球上的第八個熔巖湖,就在南極洲南部島嶼的一座火山上,這個罕見熔巖湖的具體位置就在南桑威奇群島的桑德斯島上,南極洲威德爾海東部邊緣以北約的1610公裡處。偏遠桑德斯島上的火山麥可山,總是被雪覆蓋,這裡也常常被厚厚的雲層所遮擋,而熔巖湖的位置就在火山口,直徑大約700英尺。

並且,熔巖湖中的熔巖溫度在989到1279攝氏度之間,它同時也是遠程火山鏈中的重要部分,同時也被稱為南桑威奇群島。大概是這樣特別的存在,所以它的探索難度也相當大。科學家們很難進入這個島和靠近該火山,尤其是在沒有高分辨衛星圖像的情況下。如果在這樣的背景下,想要弄清這裡神奇的地質特徵,那麼收集它本身的信息,就是一件特別具有挑戰性的事兒。即使熔巖湖總是跟火山一起出現,但火山被人類發現的有很多,而迄今為止所知道的熔巖湖卻屈指可數,加上這一次的新發現,一共也就只有7個。

由於這個島特別的自然條件,所以去過此地的研究人員也是極少的,更沒有人可以做到登頂。而這次的新發現,是因為使用了山脈的高解析度衛星照片,通過採用光纖波長的方式,突出所有的地熱活動。雖然,研究人員目前還不能確定它綿延到了在火山邊緣下方何處,但卻顯示了火山口所包含的那個巨大熔巖湖。

噴發產生的熱量使熔巖湖保持熔化

在一般情況下,火山爆發後所形成的熔巖會成為熔巖湖或臨時池,然後在幾周、甚至是幾天的時間內變成特別堅硬的巖石。截至目前,科學家們一共發現的8個熔巖湖中,另外七個分別是:位於剛果民主共和國的尼拉貢戈火山、衣索比亞的Erta Ale、 南極洲羅斯海旁邊的埃裡伯斯山、 萬那杜的亞蘇爾山、夏威夷的基拉韋厄 、夏威夷的基拉韋厄 、 尼加拉瓜的馬薩亞火山口 、 萬那杜的Ambrym火山島。在一開始,科學家們常常因為一個問題感到困惑,那就是為什麼大部分火山(1500個左右)周圍都變成了巖石,而這八個地方卻是保持液體狀態。

科學家們表示,關於桑德斯島上的麥可山上的巖溶胡,已經持續了較長的時間,至少在2003年的時候就已經有了它的存在。當然,這個熔巖湖可能存在的時間,甚至有可能比這個預估值更久遠。而後,科學家們終於確定:之所以熔巖湖可以保持融化狀態,是因為火山發生氣體噴發的時候,它所產生的熱量,就能夠使熔巖湖長時間處於足夠高的溫度範圍,比如,二氧化硫、二氧化碳和蒸汽等。之後,科學家們還將通過無人機等工具來拍攝熔巖湖的照片,只是這一切都需要一個基本的實踐過程才能得以實施。

如何捕捉熾熱熔巖湖的美麗景色

想要捕獲翻騰冒泡的熔巖湖,拍攝的人需要穿著特殊服裝,並且還離不開無人機的幫忙。但是,想要獲取這樣的素材卻並非易事,無人機中的電子設備特別容易被有毒氣體腐蝕;並且,熔巖湖特殊的環境也會形成致命的天然系統,這裡的酸雨風暴幾乎是持續性的,而雨的溫度和電池酸的PH值差不多。用一個形象的比喻來說,那就是想要得到無人機的拍攝鏡頭,會比你接近籃筐更具有挑戰性。空氣中充滿了有毒和腐蝕性的氣體,噴射到空氣中的顆粒物質,會受環境的影響形成帶電的離子流,然後導致火山頂部發生閃電,這樣的現象更會使無人機的無線信號經常性被幹擾。

在整個探測中,就算是科學家們,也需要等待一個月的時間,才可能獲得那些沒有被火山氣體完全遮擋的珍貴鏡頭。想要避免無人機因為受到電磁波傳遞的熱量而融化,那麼首先需要確保的就是,無人機能夠完全脫離熔巖散發的熱浪路徑。為了更準確詳細的記錄熔巖湖的變化,研究人員可以通過無人機實現對機器人飛行員進行編程,這樣便可以隨著時間的推移,收集到相同的鏡頭和路線。

怎樣的火山噴發有可能形成熔巖湖

火山噴發其實也有不同的形式,其中的一種被科學家們稱為爆炸式噴發,這也是我們一般人印象中最常見的火山噴發形式;而另一種則被稱為溢流式噴發,也只有這種類型的火山噴發才有可能形成熔巖湖。那麼,是什麼因素決定了這兩種不用形式的噴發?其主要原因其實是因為火山中巖漿的組成成分有所不同。酸性巖漿是爆炸式噴發的巖漿,這裡面有很多的揮發性成分,比如二氧化矽,它跟可樂這種飲料似乎很相似,當在高壓的條件下,巖漿會和這些揮發成分結合在一起。當接近地表的壓力降低,就會導致流體和這些揮發成分分離出來,從而形成了激烈的噴發。

而溢流式噴發就完全不同了,在它的巖漿裡,二氧化矽這類的揮發成分佔比很小,並且它們本身也表現得更加稀薄。當它們處於壓力下時,就會像瓶子裡的水一樣被擠出地表,然後形成熔巖湖。其實,這種巖漿如果遇到水,也會小小的爆發一下,就好比是油鍋裡面滴入了一些水,但是,這樣的爆發註定是特別短暫的

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