最新研究发现地震晃动导致火山喷发的机理*

刘文浩　王艳茹　编译

(中国科学院兰州文献情报中心,兰州730000)



最新研究发现地震晃动导致火山喷发的机理*

刘文浩※王艳茹编译

(中国科学院兰州文献情报中心,兰州730000)

2016年5月16日,日本广岛大学的研究人员通过模拟震后地面晃动与火山房中岩浆气泡的运动学关系,发现火山的内部形状、 位置、 大小和气泡数量均会影响震后火山的行为,导致一些地震可能在数周之内引起火山喷发,而一些地震可能需要几年时间。

众所周知,如果剧烈的摇晃玻璃杯中的酒,酒会不断的碰壁,并从杯口溢出。这种晃动常发生于卡车或船舶运输液体时。因此,必须专门设计大型液体容器来避免车辆震动和液体摇晃。同理,地震产生的地面晃动会使地表下炽热的熔岩随之晃动,致使岩浆从火山喷出。研究人员在实验室利用盒子里的糖浆模拟火山中的熔岩,精密的振动台模拟一次地震,采用从一侧到另一侧的晃动来表征不同级别和强度的地震,用超快速摄像头和高级数学计算来分析模拟录像。糖浆中的气泡和小塑料片用于代表漂浮在岩浆中的气泡和固态晶体。通过分析糖浆的运动,研究人员创建了用以模拟真实岩浆房中的气泡爆裂,可能导致火山喷发的条件模型。

研究发现,不同震级和强度的“地震”会使糖浆中的气泡因晃动而爆裂。对于真正的火山而言,爆裂的气泡会将火山气体释放到大气中。火山内部压力的下降最终会引起火山喷发。在密闭的容器中,只有在除液体外的气态空间才会发生晃动。而火山中多数岩浆房都是充满和密封的,但如果存在不同密度的岩浆层,类似于油漂浮在水面上,晃动也会发生。晃动使各层相互混合,生成新的气泡,最终爆裂,使火山喷发得更加猛烈。当建筑物的共振频率与地震的晃动频率匹配时,将遭受极大的损害。同理,火山也具有共振频率,同种频率的地震会使得火山中的岩浆晃动得更加猛烈。此外,该研究还科学地解释了有历史记载的震后的火山喷发数量的增加不应只是巧合。

文献来源： Bubble volcano: Shaking,popping by earthquakes may cause eruptions. (2016-05-16)[2016-05-28]. http:∥www.eurekalert.org/pub_releases/2016-05/hu-bvs051616.php

2016-06-01； 采用日期： 2016-06-15。

刘文浩,e-mail: liuwh@llas.ac.cn。

P315；文献标识码：D；

10.3969/j.issn.0235-4975.2016.08.003