地球上噴發最頻繁的火山,持續吐出白色菸圈,它這是怎麼了?

火山以其洶涌噴出的岩漿和高聳入雲的火山灰而聞名,在它們噴發時,從雷鳴般的火山碎屑流到灼熱的熔岩河,無不讓人望而生畏。不過,在活火山處於安靜階段,有時也同樣讓人害怕,比如,當一座非常活躍的火山“慵懶"地把菸圈吐向天空時,是不是覺得非常不可思議,同時也有詭異的一面。

在過去的幾天時間裡,位於意大利境內的埃特納火山,這座世界上最爲活躍、噴發最頻繁的火山,一直都在這樣做,向蔚藍的天空中噴出許許多多白色的圓環。

埃特納火山

埃特納火山位於意大利的西西里島東海岸,這座火山的名字來源於希臘語Atine,意爲“我燃燒了”。其海拔達到3330米,面積約爲1200平方千米,周長大約150公里。火山口附近常有噴氣現象,還伴隨着頻繁的火山地震。

埃特納火山位於地中海火山帶,是亞歐板塊與非洲板塊(也有說法認爲是印度洋板塊)交界處的火山,因此地質活動非常頻繁。其噴發史可以追溯到公元前1500年,是有史以來噴發次數最多的火山之一,已噴發過200多次。火山熔岩曾衝入附近的城市卡塔尼亞,造成巨大的人員傷亡。

儘管埃特納火山的噴發帶來了很大的破壞和人員傷亡,但頻繁的火山活動也爲當地帶來了肥沃的土壤,使得農業得以發展。此外,火山景觀也吸引着世界各地的科學家、遊客和冒險者前來觀光和探索,成爲西西里島重要的旅遊資源。

埃特納火山爲什麼會噴菸圈?

埃特納火山噴出菸圈這種現象是一種壯觀的自然奇觀。當火山處於活躍狀態時,其火山口會不斷釋放出熱氣體、熔岩碎屑和火山灰等物質。這些物質迅速進入大氣中,並與周圍的空氣和水蒸氣混合。

在這過程中,火山噴發的氣流和對流運動起到了關鍵作用。隨着這些物質的上升和擴散,氣流開始發生變化,形成了一個巨大的、不斷上升的煙柱。這個煙柱在重力和大氣壓力的作用下,呈現出類似於蘑菇雲的形狀。

更引人注目的是,煙柱內部會發生溫度和壓力分佈的劇烈變化。由於岩漿和氣體的溫度遠高於周圍大氣,煙柱內部的溫度會呈現出梯度分佈,中心溫度最高。同時,隨着煙柱的上升和擴張,其內部壓力逐漸降低。這種溫度和壓力的變化導致煙柱中心的高溫氣體迅速上升,形成了一個旋轉的氣流核心,即我們所說的“渦環”或“菸圈”。

這些渦環,近似於正圓形,從火山口不斷噴出,漂浮在空中,形成了獨特的菸圈現象。據意大利火山學家觀察,埃特納火山在噴發時能夠噴出數百個甚至數千個這樣的渦環,數量之多令人歎爲觀止。

這一現象不僅吸引了大量遊客駐足觀賞,也引起了科學家們的極大興趣。他們正在努力研究菸圈形成的具體機制,以及火山內部氣流、溫度和壓力等因素如何影響這一過程。

目前研究出初步成果的是前美國宇航局噴氣推進實驗室(現在供職於我國河南理工大學)的高級研究員法比奧·普爾維倫蒂帶領的研究團隊,其研究成果刊發在2023 年的《科學報告》雜誌上。研究結果顯示,這些菸圈的形成方式與菸民吐菸圈、以及煙霧炮玩具通過狹窄的圓形開口噴射霧氣原理基本類似。

火山吐菸圈意味着要噴發了嗎?

火山活動是一個複雜的地質過程,涉及多種因素和指標的監測與分析。例如,地震監測、火山氣體監測以及地表變形監測等都是預測火山噴發的重要手段。通過這些手段,科學家們可以更全面地瞭解火山的活動狀態,並作出相對準確的噴發預測。

不過,火山吐菸圈的現象,實際上是火山在特定條件下噴發出的氣體環,也被稱爲“渦環”。這一現象主要由火山口冒出的熱氣體、熔岩碎屑和火山灰與周圍的空氣和水蒸氣混合,並通過火山噴發的氣流和對流運動所形成。

因此,儘管這種菸圈現象看起來壯觀且引人關注,但它並不一定直接意味着火山即將噴發,它本身並不足以作爲火山即將噴發的判斷依據。