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属牛 67届高中生 68年下乡插队 当过工人 恢复高考后77届大学毕业 后在大型国企工作 现退休

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解开超级火山喷发的谜团  

2014-02-02 19:26:52|  分类: 科普新知 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  超级火山是指能够引发极大规模爆发的火山。地球上已知的超级火山大约有20个——包括美国黄石国家公园、印尼的多巴火山、新西兰陶波火山和意大利那不勒斯附近的坎皮佛莱格瑞火山超级火山很少发生爆发,平均每10万年爆发一次。超级火山爆发时,虽然对于爆发规模没有严谨的界定,但可以把这类火山爆发比作一颗小行星对地球的撞击,它能够瞬间改变地形、火山灰和喷出的气体将会进入大气层中,将对全球天气和生态造成灾难性后果。
  
  60万年前位于美国怀俄明州的黄石国家公园超级火山爆发时,曾将1000立方公里的火山灰和熔岩喷入大气层。这些火山灰和熔岩足以将一个大城市埋葬至数公里深以下。
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  印尼苏门答腊岛上的多巴湖,就是74000年前多巴火山喷发后形成的,其爆发规模是1992年菲律宾皮勒图博火山爆发规模的100倍,曾导致全球变冷和北半球3/4的植物毁于一旦。  
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  人类迟早要面对发生在未来的超级火山爆发,虽然几率很小,但一旦发生,其后果将是灾难性的。目前还没有任何办法可以阻止这种灾难,因此要预测到超级火山爆发对人类来说至关重要。
  目前,研究人员已经发现火山爆发有两个本质上不同原因——一种是喷发小于500立方千米的岩浆的普通火山爆发,另一种是超级火山爆发。
  普通火山爆发时规模较小,熔岩从地球深处往上涌,聚集在地壳岩石缝隙内,直到积累了足够的压力后喷出地面;而超级火山爆发是在地壳的岩层空间中聚集着大量的岩浆,这些炽热岩浆的密度要比它周围岩石中半熔化了的岩浆和岩石的密度要低,因此会产生浮力往上浮。这就像在水中用手拿着一个充满空气的球,当你释放球时,充满空气的球密度小,会被其周围密度大的水不断向上推一样。这一岩浆浮力作用于地壳上,会对周围的岩石产生巨大的压力并形成裂缝,于是炽热岩浆穿透地壳喷发出来。超级火山爆发的原因就类似这种情况,此外,还可能有岩浆、水蒸气突然注入、地震等附加因素的影响。 
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  为了模拟在超级火山内巨大压力和高温状况,研究人员在实验室做了一系列实验。研究人员将同熔岩浆放入一个钻石做的小盒里,然后用高能x射线照射,来探测岩浆在高温及超压力下有什么变化。研究人员从固体到液体岩浆密度差就能计算出引发一场自喷时所需的压力。实验表明,岩浆温度能达到1700摄氏度,压力能达到36000个大气压。这个压力足以使10公里厚的地壳产生裂纹,使炽热的岩浆上升穿过裂缝,并不断急剧膨胀,最终到达地面时爆发。

试验用放岩浆的小盒
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                                            参考文章:http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-25598050
                                                                http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/full/ngeo2042.html
                                                                http://www.nature.com/news/supervolcanoes-erupt-by-their-own-rules-1.14460


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