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1959年的水晶可能有助于揭示隐藏的火山行为，并预测未来的爆发

时间：2022-05-21 14:25:04 来源：

1959年苏打石油爆发期间的熔岩喷泉。

科学家们努力了解火山可能会爆发的挑战：许多过程在熔岩管搅拌危险地球上搅拌地下。爆发后，任何可以提供导致爆炸的线索的地下标记往往被摧毁。

但是，通过利用在夏威夷大于一个半个世纪前发生的猛烈爆发过程中形成的矿物橄榄石的微晶的观察，斯坦福大学研究人员已经找到了一种方法来测试计算机模型的岩浆流程，他们说可以揭示新的见解关于过去的爆发，可能有助于预测未来的。

“我们可以在从这个水晶数据爆发之前实际推断出流程的定量属性，并了解导致爆发的过程而不钻入火山，”斯坦福州地球学院的地球物理学助理教授Jenny Suckare说与环境科学（斯坦福地球）。“对我来说是火山学中的圣杯。”

1959年在夏威夷的Kilauea火山喷发后发现毫米大小的晶体在Lava中被发现。晶体的分析显示它们以奇数，但令人惊讶的一致图案定向，斯坦福研究人员假设由地下岩浆内的波浪形成，这些岩浆内的晶体中的晶体中的方向。他们在科学进步今天（2020年12月4日）在科学进展中发表的一项研究中首次模拟了这种物理过程。

“我总是怀疑这些水晶比我们给予他们的信誉更有趣，重要的方式，”Suckare是关于这项研究的高级作者。

侦探工作

这是一次遇到促使Suckae在她怀疑时行动的机会。她在听斯坦福大学研究生关于海洋中的微塑料的演示文稿时欣赏，其中波浪可能导致非球形颗粒呈现一致的错误化模式。Suckare招募了扬声器，然后博士学生米歇尔迪贝丁托，看看理论是否可以应用于基尔拓的奇数晶体取向。

“这是侦探工作的结果，欣赏细节作为最重要的证据，”Suckare说。

随着地球物理学研究科学家的Zhipeng Qin，该团队分析了Scoria的晶体，一个暗，多孔岩石，在含有溶解气体的岩浆的冷却时形成。当火山爆发时，液体岩浆液体岩浆一旦达到表面，就会被冷却器大气温度震动，迅速捕获天然存在的橄榄石晶体和气泡。该过程迅速发生，即晶体不能生长，有效地捕获喷发过程中发生的事情。

新仿真基于基于Kilauea Volcano的主要峰会Caldera旁边的基石Iki的晶体取向。它为理解利卡欧氏道的流量，管状通道提供了一种基线，使热岩浆下方的热岩浆升到地球表面。因为斯科里亚可以吹几百英尺远离火山，因此这些样品相对容易收集。“我们可以利用这些真正的小规模流程来了解这一巨大的系统，”Dibenedetto，现在的博士学者在树林洞海洋学机构的博士学者说，这是令人兴奋的。“

捕捉浪潮

为了保持液体，火山内的材料需要不断移动。该团队的分析表明，晶体的奇数对准是由岩浆立即移动两个方向的岩浆引起的，在另一个方面直接流动，而不是在一个稳定的流中倾倒通过导管。根据Suckae的说法，研究人员先前推测这可能发生这种情况，但缺乏对熔融导管的直接进入。

“这种数据对于推进我们对这些危害的未来研究很重要，因为如果我可以测量波浪，我可以限制岩浆流动 - 并且这些晶体让我达到那张波，”Suckae说。

由于积极的火山不可预测的爆发，从危险角度监测危险角度是一个持续的挑战。而不是连续泄漏熔岩，它具有周期性的爆发，导致熔岩流动的流动，危及夏威夷大岛东南部的居民。

研究人员说，在未来利卡利亚爆发的不同阶段跟踪晶体杂乱的不同阶段可能使科学家能够随着时间推移导管的流动条件。

“没有人知道什么时候开始下一个一集会开始或者它会有多么糟糕 - 以及所有铰链都遵循导管动态的细节，”Suckae说。

参考：“Crystal Brictegates记录了Kīlauea，夏威夷火山管道的预发出流场，夏威夷”由Michelle Dibedetto，Zhipeng Qin和Jenny Suckare，42020年12月4日，科学推进.DOI：
10.1126 / sciadv.abd4850

Suckare也是由斯坦福伍兹环境保护助理教授的斯坦福森林研究所的助理教授，由助理教授，以及斯坦福计算和数学工程研究所（ICME）的成员。


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