大洋深處火山爆發釋放的能量可以為整個美國供電
根據今天發表的研究報告,在海洋深處火山爆發能夠釋放出極其強大的能量,足以為整個美國供電。
長期以來,人們認為與陸地上的火山相比,深海火山的爆發是相對無趣的。雖然陸地火山經常產生壯觀的噴發,將火山灰散佈到環境中,但人們認為深海火山噴發只產生緩慢移動的熔岩流。但是,由東北太平洋深處遙控機器人收集的數據和利茲大學科學家們的分析,揭示了海底噴發期間火山灰的散佈方式與從海底升起的大型和強大的加熱水柱之間的聯繫,這被稱為巨型水柱。
這些包含富含化學成分的熱水,其作用與從陸地火山看到的大氣羽流相同,首先向上擴散,然後向外擴散,並攜帶火山灰。巨型煙羽的規模是巨大的,其水量相當於4千萬個奧林匹克大小的游泳池。它們已經在各種海底火山上方被探測到,但它們的起源仍然未知。這項新的研究結果表明,它們在熔岩噴發過程中迅速形成。
這項研究是由數學學院的Sam Pegler和地球與環境學院的David Ferguson進行的,今天(2021年4月21日)發表在《自然通訊》雜誌上。他們共同開發了一個數學模型,該模型顯示了這些海底噴發的火山灰是如何從火山中擴散到幾公里外的。他們使用歷史上的海底噴發所沉積的火山灰模式來重建其動態。這表明,將火山灰帶到觀察到的距離所釋放和需要的能量率是非常高的,相當於整個美國使用的能量。地球上的大部分火山活動都發生在水下,主要是在深海的幾公里深處,但是,與陸地火山相比,即使探測到海底發生了火山爆發也是極具挑戰性的。因此,對於海底火山活動及其對海洋環境的影響,科學家們仍有許多東西需要學習。
研究表明,海底火山爆發會導致巨大能量的形成,但是能量的釋放是如此之快,以至於不能僅僅由噴發的熔融岩漿提供能量。相反,研究得出的結論是,海底火山爆發導致地殼內的熱液庫迅速排空。當岩漿迫使它向海底上升時,它帶動了這些熱流體。研究人員提供了證據,證明巨型羽流與熔岩的噴發直接相關,並負責在深海中輸送火山灰。它還表明,煙羽一定是在幾個小時內形成的,創造了巨大的能量釋放速度。
目前,親自觀察海底噴發仍然是非常困難的,但是海底探測儀器的發展意味著可以在海底火山活動發生時進行現場直播。像這樣的努力,加上持續的海底測繪和取樣,意味著海洋的火山特性正在慢慢被揭示出來。