大多數(shù)火山噴發(fā)發(fā)生在世界海洋的底部，是看不見的。近年來(lái)，海洋學(xué)表明，這種海底火山活動(dòng)不僅沉積了熔巖，而且還噴出了大量的火山灰。

Julius物理火山學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Bernd Zimanowski教授說(shuō)：“因此，即使在幾千米厚的水層之下，這些水層會(huì)施加很大的壓力，從而阻止有效的除氣，但也必須存在導(dǎo)致巖漿'爆炸性'分解的機(jī)制。” -德國(guó)巴伐利亞州的馬克西米利安大學(xué)(JMU)維爾茨堡。

出版國(guó)際研究小組

由James White教授(新西蘭)，Pierfrancesco Dellino(意大利)和Bernd Zimanowski(JMU)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究小組現(xiàn)已首次證明了這種機(jī)制。研究結(jié)果已發(fā)表在“自然地球科學(xué)”雜志上。

主要作者是來(lái)自冰島大學(xué)的托比亞斯·杜里格(TobiasDürig)博士，他是JMU的校友，并且是JMU物理研究所的倫特根獎(jiǎng)得主。在前往冰島之前，杜里格曾是Zimanowski教授和White教授的研究小組成員。

潛水機(jī)器人被送入1000米深處

該小組在新西蘭西北部的阿弗爾海山火山進(jìn)行了研究，該火山位于海面以下約1,000米的深度。該火山于2012年爆發(fā)，科學(xué)界對(duì)此有所了解。

該火山噴發(fā)創(chuàng)造了擴(kuò)大到約400平方公里-大致維也納市的大小浮石顆粒的浮動(dòng)地毯?，F(xiàn)在，一個(gè)潛水機(jī)器人被用來(lái)檢查海床上的灰燼沉積。根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，詹姆斯·懷特小組發(fā)現(xiàn)了超過(guò)1億立方米的火山灰。

潛水機(jī)器人還從海底采集了樣本，然后將其用于JMU物理火山學(xué)實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)研究。

物理火山學(xué)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)

“我們將材料熔化并使其在各種條件下與水接觸。在某些條件下，會(huì)發(fā)生爆炸反應(yīng)，從而導(dǎo)致人造火山灰的形成，” Bernd Zimanowski解釋說(shuō)。將這些灰燼與天然樣品進(jìn)行比較表明，實(shí)驗(yàn)室中的過(guò)程必須類似于在海底1000米深處進(jìn)行的過(guò)程。

Zimanowski描述了決定性的實(shí)驗(yàn)：“在此過(guò)程中，將熔融材料放在直徑為10厘米的坩堝中的水層下，然后變形，變形的強(qiáng)度在巖漿從海床冒出時(shí)也可以預(yù)期。裂紋形成后，水突然噴射到真空中，然后水爆炸性膨脹，最后，顆粒和水爆炸性地噴出。我們將它們引導(dǎo)通過(guò)U型管進(jìn)入水盆，以模擬水下的冷卻情況。”以這種方式產(chǎn)生的顆粒，即“人造火山灰”，在形狀，大小和組成上與天然灰相對(duì)應(yīng)。

對(duì)氣候的可能影響

JMU教授說(shuō)：“有了這些結(jié)果，我們現(xiàn)在對(duì)水下爆發(fā)性火山爆發(fā)的可能性有了更好的了解。”進(jìn)一步的調(diào)查還應(yīng)表明水下火山爆發(fā)是否可能對(duì)氣候產(chǎn)生影響。

“隨著海底熔巖噴發(fā)，熔巖的熱量轉(zhuǎn)移到水中要花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。但是，在爆炸性噴發(fā)中，巖漿會(huì)分解成微小的顆粒。這可能產(chǎn)生如此強(qiáng)烈的熱脈沖，以至于海洋中的平衡流在局部甚至全球范圍內(nèi)都受到破壞。”這些潮流對(duì)全球氣候產(chǎn)生了重要影響。

信息框：海底火山

陸地或島嶼上約有1,900座活火山。估計(jì)海底火山的數(shù)量要多得多。確切數(shù)字未知，因?yàn)樯詈Ｉ形撮_發(fā)。因此，大多數(shù)海底火山噴發(fā)沒有引起注意。海底火山通過(guò)反復(fù)噴發(fā)而緩慢向上生長(zhǎng)。當(dāng)它們到達(dá)水面時(shí)，便變成了火山島，例如西西里島附近的活躍的斯特龍博利島或加那利群島的一些島。