科学家如何确保基拉韦厄火山不会变成下一个圣海伦斯火山

自从基拉韦厄火山进入最新一次喷发阶段，夏威夷火山侧翼附近出现熔岩裂缝以来，世界各地的人们都被地球活动令人难以置信的景象所吸引。

昨天，基拉韦厄火山峰顶发生了迄今为止最大的一次爆炸，黎明前，火山灰高达 30,000 英尺。火山灰柱延伸至云层顶部，为莫纳罗亚山上的天文台提供了这令人惊叹的烟柱景观。

这是一次令人着迷的事件，尽管火山灰柱很高，但这甚至不是基拉韦厄火山可能产生的最剧烈的爆炸。但即使是基拉韦厄火山可能产生的最大爆炸事件，与世界各地的其他火山（从喀拉喀托火山到圣海伦斯火山再到维苏威火山）相比，也微不足道。与那些巨大的烟花相比，基拉韦厄火山的爆炸就像你在 7 月 4 日扔在车道上的那些微小的爆炸声。

这并不能阻止人们进行比较，并担心基拉韦厄火山的喷发可能会演变成完全不同的情况。回答人们关于这次事件的问题让美国地质调查局的专业火山学家和社交媒体团队忙得不可开交。他们不断向公众保证，基拉韦厄火山的喷发不会演变成喀拉喀托火山或皮纳图博火山那样的事件，也不会像 38 年前的今天圣海伦斯火山那样横向喷发。

呼。这让人松了一口气。但现在你可能会想，为什么基拉韦厄火山侧面的那些熔岩飞溅裂缝——以及其山顶的巨石爆炸——不会变成更强大的力量。最大的原因是，基拉韦厄火山喷发的岩浆（熔岩）与更具爆炸性的火山的岩浆有着非常不同的化学性质。

爱达荷大学火山学家埃里卡·雷德 (Erika Rader) 说：“如果岩浆中含有大量二氧化硅，它会非常粘稠且非常厚，因此当气体试图快速流出时，它就会爆炸。”

二氧化硅是一种我们每天都能看到的化合物。它存在于岩石、沙子、石英、玻璃、水泥和许多其他人造和天然物体中。据估计，二氧化硅占地壳质量的 59%。它还可能使火山爆发。

如果岩浆中存在大量的二氧化硅，各个碎片就会开始相互粘合，形成更浓稠、更粘稠、更粘稠的熔融混合物。

“二氧化硅分子会连接成链——它们还没有完全形成晶体——但它们在岩浆内部形成这些链。当你把它拉开时，你必须打破这些链，这需要更多的能量——链越多，就越难打破，”雷德说。

但是，周围有什么会打破这些细丝呢？这就是火山喷发谜题的另一部分。岩浆不仅仅是熔岩。混合物中还溶解了大量气体。就像一瓶未开封的苏打水中的气体一样，它们想要排出。在富含二氧化硅的岩浆中，这些细丝会造成问题。火山喷发过程中压力会逐渐增大——就像一瓶摇晃的苏打水——直到爆发性喷发。

在基拉韦厄火山这样的地方，岩浆中没有太多二氧化硅链，气体可以很容易地逸出，就像被遗忘在咖啡桌上的一杯姜汁汽水里懒洋洋的冒出气泡一样。

“这就像你在牛奶中吹泡泡和在酸奶中吹泡泡一样。如果你把泡泡吹进酸奶里，气泡需要更长的时间才能释放出来，而且当气泡释放出来时，酸奶会喷到你的脸上，”雷德说。

夏威夷的岩浆含硅较少，部分原因是它位于太平洋下方薄洋壳的热点上。这里的岩浆温度非常高，而且不需要走很远就能到达地表。

“夏威夷是热点地区的典型例子，那里有大量热量从地球的低地散发出来。当你看到某个地方非常非常热的时候，岩浆中的二氧化硅链也会减少，”雷德说。“较低的温度意味着一些矿物质已经结晶并从岩浆中被移除，而最先结晶的矿物质不是二氧化硅。因此，随着温度越来越低，二氧化硅会变得越来越浓。”

即使没有大量的二氧化硅，基拉韦厄火山等火山也可能发生爆炸事件，就像我们本周看到的那样。基拉韦厄火山目前的爆炸也是由滞留气体和不断增加的压力引起的，但机制略有不同。在那里，气体不仅来自岩浆内部，还来自周围的地下水，当基拉韦厄火山的熔岩湖下降到地下水位以下时，地下水就有机会与岩浆混合。（岩浆=地表以下，熔岩=地表以上）。如果岩石坠落堵塞了熔岩湖的入口，压力就会增大，从而导致爆炸。

同样，从地质标准来看，这样的爆发仍然微不足道。基拉韦厄火山会定期经历爆发阶段，通常是当下面的岩浆长时间下降到地下水位以下时。之前的一些爆发被证明是致命的，杀死了沿着山坡奔流而下的火山灰和气体流路径上的人们，或者那些在爆发时恰好离山顶太近的人。但这些爆发的影响是局部的，而不是全球性的。基拉韦厄火山最大的一次爆发（大约在公元 900 年）的现有证据表明，它将 10 磅重的岩石喷向距山顶 5 英里的地方，将高尔夫球大小的岩石喷向 11 英里外的地方。

火山灰和气体柱高达 15 英里。由此产生的碎屑、快速移动的炽热气体和火山灰云、泥石流和海啸最终造成至少 36,000 人死亡。火山灰落在 3,775 英里之外，火山喷发时向高空喷射的气溶胶形成了雾霾，改变了全球各地的日落。夏威夷绝对不会发生这样的事情。

归根结底，这两种火山喷发都是我们赖以生存的地球活动过程的一部分。一种喷发速度较慢，温度较高，通常不太引人注意，它会慢慢地将岛屿倾泻到海底，将地貌倾泻到地表。另一种火山喷发则需要立即引起注意，它会突然改变地表，引起地壳的剧烈震动。令人难以置信的是，它们一直在发生——从夏威夷到印度尼西亚，再到 38 年前圣海伦斯火山爆发的如今已沉寂的白雪皑皑的山峰。