2014-05-05

新洞見或助預測火山爆發的表現

New insight may help predict volcanic eruption behavior
http://phys.org/news/2014-05-insight-volcanic-eruption-behavior.html

May 4, 2014

Liverpool 大學的科學家表示,發表在今日 Nature Geoscience 期刊中,一項關於熔岩穹丘火山(lava dome volcanoes)如何爆發的研究裡,有一個新發現,也許能協助發展火山爆發將如何表現的預測方法。

該大學的火山學家發現,一種稱為摩擦熔融(frictional melting)的過程在決定一個火山將如何爆發上扮演某種角色。此過程支配岩漿有多快上升到表面,以及在途中會面到臨多少阻力。

此過程發生在熔岩穹丘火山內,此時岩漿與岩石因強烈的熱而彼此摩擦,最後融化。這在岩漿朝地表前進時,在其中創造出一種停止、開始運動(stop start movement)。岩漿黏附在岩石上,然後停止移動,直到累積足夠的壓力,再度驅使它向前移動(此過程稱為黏附滑移 / stick-slip)。

火山學家,Jackie Kendrick 博士(他領導這項研究)表示:"地震學家早已知道當發生大規模的構造型地震(tectonic earthquakes)時,會出現摩擦熔融。他們也認為摩擦熔融產生的黏附滑移過程與「地震鼓動(seismic drumbeats)」同步發生。那是規律、有節奏的小地震,那最近被發現會伴隨大規模火山爆發而來。"

"透過摩擦實驗,我們已證明摩擦熔融的程度端視岩石與岩漿的組成而定,那決定在爆發期間,岩漿抵達表面的速度有多快。"

分析自美國聖海倫火山以及西班牙 Montserrat 的蘇弗里埃爾火山所收集而來的研究,來自該大學環境科學系的研究者解析似玻質玄武岩(pseudotachylyte,一種冷卻的摩擦熔融)的殘餘物。證據指出,此過程發生在火山通道(conduit)內,岩漿從這裡通往噴發之路。

來自該大學環境科學系的 Dr Kendrick 補充:"我們愈了解岩漿表現的方式,我們愈能夠達到終極目標:預測火山活動何時開始動盪不安。雖然我們能合理預測火山何時開始爆發,不過這個新知將幫助我們火山噴發時會有何種表現。"

"當居住在活火山側翼的人口快速增加的同時,對火山學家而言,了解岩漿丘的行為,變得愈來愈具有挑戰性。"

※ 相關報導:

* Volcanic drumbeat seismicity caused by stick-slip motion and magmatic frictional melting
http://dx.doi.org/10.1038/ngeo2146
J. E. Kendrick, Y. Lavallée, T. Hirose, G. Di Toro,
A. J. Hornby, S. De Angelis, D. B. Dingwell.
Nature Geoscience (2014)
doi: 10.1038/ngeo2146
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