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科技日報記者?張夢然
2022年湯加海底火山爆發的規模相當巨大，甚至切斷了海底電纜，讓整個國家瞬間“失聲”，3天后才與世界重新對話。這一災難也成為全球關注焦點。《自然·地球科學》最新發表的一項研究報道了一種模擬大型爆發式火山噴發的方法。該研究表明，這類噴發形成的灰氣柱會周期性崩塌，還會產生一波波有害的火山灰沉積。保存在海里的這些沉積波或能增進人們對這類噴發事件的理解。
模擬形成破火山口的海底火山噴發。圖片來源：《自然·地球科學》
規模最大的爆發式火山噴發能形成又寬又深的凹陷，也稱破火山口，并產生有害的火山灰降落、流動的火山灰和火山巖，有時甚至能引發海嘯。然而，人們對這類噴發的潛在危害一直缺乏理解。大部分位于西太平洋海平面下的湯加洪阿哈阿帕伊島火山的劇烈噴發，就形成了直徑約4公里的破火山口。這類噴發形成的海底破火山口有一個特征，它們會在海底形成間隔規律的同心斷階。
加拿大不列顛哥倫比亞大學團隊此次將含有粗細顆粒物的水噴射到深度不一的水箱底部，借此模擬會形成破火山口的災難性噴發柱，并分析了由此得到的噴泉和顆粒物沉積。他們的實驗揭示了這些噴泉會周期性崩塌，并將物質以“沉積波”的形式遞送到海表和海底，頻率取決于噴泉混合物的噴射率和浮力。
團隊推斷在大自然中，這些沉積波會產生有害的火山灰流，如果在海底的話還會形成海嘯和海底斷階沉積。他們還研究了包括圣托里尼在內的一些海底破火山口的斷階式沉積，并用他們在實驗中的發現證明，根據斷階的結構和間隔就能估算出水深和噴發強度。
團隊指出，該研究結果同時適用于地表和海底的大型爆發式噴發，有助于人們理解既往噴發事件以及未來噴發可能造成的危害。
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