新型熔岩粘度测量工具为火山监测带来革命性变革

新型熔岩粘度测量工具为火山监测带来革命性变革 熔岩粘度测量的进展布法罗大学的研究人员开发了一种测量熔岩粘度的工具,它可以增加我们对熔岩的了解,更好地改进熔岩运动的模型,为有关部门保障人们的安全提供重要指导。他们的研究成果详见 AIP 出版社出版的《科学仪器评论》。对于熔岩等流体来说,粘度是衡量其流动速度的标准。粘度低的流体像水一样快速流动,而粘度高的流体则更像糖浆。当火山在靠近人类建筑物的地方喷发时,粘度测量可以告诉急救人员他们有多少时间做出反应,而目前的方法往往不够充分。水牛城大学的研究人员在对仪器进行实地测试时,收集了冰岛利特利-赫鲁图尔火山喷发熔岩流的粘度数据。资料来源:马丁-哈里斯粘度测量面临的挑战作者马丁-哈里斯(Martin Harris)说:"在冰岛或夏威夷等熔岩喷发相当频繁的地方,道路和社区等基础设施都会受到影响,对熔岩可能流向何处以及流向何处的速度的估计存在不确定性。"哈里斯认为,问题在于粘度测量几乎总是在实验室中进行。这让实验变得更简单、更安全,但却总是缺少一个关键环节。当熔岩从火山中喷发出来时,许多不同的气体会以气泡的形式被困在熔岩中。在实验室进行测量时,无法把气体放回去。因此,测量到的是没有所有不同成分的熔岩,错过了一些影响熔岩流动的东西。唯一的解决办法就是实地测量。然而,这也带来了一系列挑战。对熔岩进行实地粘度测量可以追溯到近一个世纪以前,但并没有取得多大成功。过去的许多尝试都是将金属棒插入熔岩,用手或弹簧活塞推动,甚至像长矛一样射入熔岩,以估算熔岩流的粘度。布法罗大学团队保留了传统的金属棒,并将其连接到测力计上以进行精确测量。他们将其与第二根杆配合起来测量位移,并设计了整个仪器,使其既轻便到可以手持,又耐用到可以在火山环境中使用。实地测试和未来目标完成设备后,团队在冰岛的一座活火山上对其进行了测试。哈里斯说:"我们花了将近两周的时间进入利特里-赫鲁图尔火山爆发周围的不同地点。我们在相当紧张的环境中工作了很长时间,但我认为最终我们都对所做的工作留下了深刻印象并感到满意。"在实地试验中,研究人员在不同地点和不同时间对熔岩进行了数十次测量。他们说,这类数据非常重要,因为它不仅能显示熔岩在某一时刻的情况,还能显示熔岩在扩散和冷却过程中的变化情况。哈里斯说:"这是人们第一次对熔岩的这些不同横断面进行测量。这个仪器真正令人兴奋的地方在于,我们能够显示熔岩的物理特性随时间和空间发生的变化。"研究小组希望进一步完善他们的仪器,并将其提供给世界各地的研究小组和火山监测站。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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费尔南迪纳岛火山熔岩的光芒照亮了夜空

费尔南迪纳岛火山熔岩的光芒照亮了夜空 2024 年 3 月 5 日由 NOAA-NASA Suomi NPP 卫星上的可见红外成像辐射计套件的昼夜波段拍摄的拉昆布雷火山爆发的卫星图像。最近一次喷发始于 2024 年 3 月 2 日,当时熔岩开始从火山东南侧的圆形裂缝中喷出。NOAA-NASA Suomi NPP 卫星上的VIIRS(可见光红外成像辐射计套件)昼夜波段拍摄到了 2024 年 3 月 5 日早些时候火山喷发时的光辉图像(上图)。费尔南迪纳岛是加拉帕戈斯群岛的第三大岛,距离厄瓜多尔西海岸大约 1100 公里(700 英里)。卫星监控和红外洞察3 月 7 日,陆地卫星 8 号上的陆地成像仪(OLI)拍摄到了一张熔岩从 1476 米(4843 英尺)高的山峰喷涌而下的图像(下图)。该图像由短波红外光、近红外光和绿光(OLI 波段 6-5-3)合成。短波红外光(SWIR)肉眼看不见,但强烈的SWIR 信号表明温度很高。红外热点突出显示了一个活跃的熔岩流,它向东南方向延伸了大约 6 公里(4 英里)。较老的熔岩流呈现黑色。由于最近的熔岩流,费尔南迪纳大部分地区都是岩石,不适合植被生长,但在火山的上坡生长着一圈植被。加拉帕戈斯其他岛屿的植被覆盖率更高,因为这些岛屿的火山喷发次数较少。2024 年 3 月 7 日熔岩从拉昆布雷山顶喷涌而下的卫星图像,由大地遥感卫星 8 号上的陆地成像仪拍摄。监测岩浆:火山学的技术进步卫星在监测费尔南迪纳火山最近一次喷发中发挥了关键作用。自 2020 年上一次喷发结束以来,欧洲航天局的哨兵-1 号卫星测量到火山口的地表逐渐膨胀,这表明岩浆正在进入火山并填满岩浆室。2024 年 3 月 2 日晚些时候和3 月 3日早些时候,地球静止轨道的GOES-16卫星和极轨道的 NOAA-NASASuomi NPP和NOAA-20卫星探测到大量热异常现象,这表明熔岩流正在移动。大约在同一时间,Suomi NPP 和 NOAA-20 上的OMPS(臭氧测绘和剖面仪套件)开始观测到来自费尔南迪纳的气态污染物二氧化硫(SO2)激增。密歇根理工学院的火山学家西蒙-卡恩(Simon Carn)说:"二氧化硫排放仍在继续,但自 3 月 3 日至 4 日以来已大幅减少。这是典型的熔岩喷发现象,通常在喷发初期会出现排放高峰,随后在喷发末期会稳步下降。"生态系统影响与未来观测加拉帕戈斯火山的火山排放物通常富含二氧化硫,火山灰很少。卡恩解释说:"费尔南迪纳火山实际上是所有加拉帕戈斯火山喷发的玄武岩浆粘度低,火山气体很容易从岩浆中分离出来,从而避免了'爆炸性'碎裂和火山灰的产生。"1968 年,当来自火山口湖泊的水与岩浆发生作用时,火山产生了一次爆炸性更强的喷发。但这次没有发生这种情况的迹象,因为喷发口位于火山口边缘,离湖很远。不过,2024 年 3 月的喷发似乎比最近的其他事件持续时间更长。2020 年的喷发只持续了两天,2017 年和 2018 年的喷发各持续了三天。费尔南迪纳无人居住,没有基础设施受到威胁,但熔岩流已被证明是过往船只的一大奇观。岛上栖息着大量稀有的陆地鬣蜥,它们在火山口边缘和火山口深处筑巢。这些黄色的大型爬行动物体长可达 1 米(3 英尺)以上,体重超过 14 公斤(30 磅),主要吃刺梨仙人掌的果实和叶子。岛上的其他动物包括海鬣蜥、稻鼠、不会飞的鸬鹚和企鹅。美国国家航空航天局(NASA)荣誉科学家吉恩-费尔德曼(Gene Feldman)在2009 年对加拉帕戈斯群岛进行考察时,在费尔南迪纳东部的圣克鲁斯岛拍摄到了上图中的海鬣蜥。火山学的技术进步除了从高空跟踪火山爆发的进程外,地质学家还将利用地面上的传感器对火山爆发进行监测。厄瓜多尔国立理工学院的地质学家本杰明-伯纳德(Benjamin Bernard)说:"我们第一次在岛上建立了相对密集的地震仪和声学传感器网络。遥感技术是对这样的地面网络的补充,在偏远地区维护这样的网络非常困难。"编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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