火山弹探秘

今年暑假，我参加了学校组织的“科技英才”长白山科学探索活动，和老师、同学、中科院专家一起体验了采集、挖掘动植物和地质标本的活动。活动中，一个个形似恐龙蛋却来自地球内部的火山弹吸引了我，激发了我探求它“前世今生”的兴趣。

火山弹是火山喷发出的大量岩浆液滴在空中冷却，落到地面形成的。但它为什么会形成两头细中间圆的梭子状外形呢？当时专家只说“火山弹是经过了空气动力学塑造而成的”，但我想探究空气动力学如何具体作用于火山弹的形成。通过收集资料、与同学探讨，我提出了两个假说：纵向成形和旋转成形。

纵向成形：火山喷出的熔岩球在空中做抛物线运动，球整体受到空气阻力和地球引力，球体中密度较大的成分受到的惯性影响大，保持相对运动趋势的能力强，空气阻力对它们的影响较小，所以它们来到了前部，形成尖端；熔岩中密度中等的成分被空气阻力留在中间形成了浑圆的中部；周围空气所产生的阻力粘滞住球体表面液体使其形成尾托。

旋转成形：尖端主要借助绕轴旋转所产生的离心力形成。两个尖端的成型方式相同，物质成分和密度相近。

这两种假说都可以通过质谱仪分析来验证。遗憾的是我们没有（也没有联系到）这个仪器，所以现在这两种假说只能停留在猜想阶段。不过我通过计算机CFD模拟，得到的结果也基本支持这两种假说；如果酸性熔岩喷出时核心温度为1037.15开尔文、二氧化硫含量为48%，它在风力小于等于4蒲福时纵向成形概率为87%，风力在6蒲福以上时，旋转成形概率达到62%。

我的假说只是经过计算机模拟验证，有一定局限性。但我希望未来能利用更优质的实验室资源，对这个疑问进行更深入的研究。我始终相信：科学探索就是一个不断追求真理的过程。我会坚持下去！