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2020-08-01深海中的火山如何爆發? 608 期

Author 作者 編輯部
地球的陸地及島嶼上共約有1900座活火山,而海底火山數量更多,目前仍沒有確切數量資料。廣大的海洋中有很多區域尚未被開發,因此大多數海底火山噴發時,我們不知道也沒有任何過程紀錄。來自德國符茲堡大學(University of Würzburg)的研究團隊於《自然地球科學》(Nature Geoscience)發布的研究表示,藉由模擬海底火山爆發的過程及評估火山爆發對周遭環境的影響。

研究團隊在紐西蘭西北部的哈佛勒海底火山(Havre Seamount)進行研究,此火山位於海平面下約1000公尺處,並曾於2012年爆發過。當時海底火山噴發後,溫度極高的熔岩接觸海水後迅速冷卻,在海底形成巨大漂浮狀的塊狀岩石,面積約400平方公里。進一步的觀測數據指出,海床上有超過1億立方公尺的火山灰堆積,證明海底火山爆發所帶來的影響不容小覷。

另外,研究團隊於實驗室中將熔融材料放入直徑約10公分且裝有水的坩堝中,再施予高壓使熔融材料變形,模擬岩漿從海床噴發的狀況。當熔融材料出現裂痕時,材料中的小型顆粒和水會瞬間噴射至真空中。最後,研究人員將噴出的顆粒和水引導至U形管內並放置水池中,模擬在水中冷卻的環境。根據研究,當海底火山噴發後,除了岩漿會分解成微小的顆粒之外,噴發的氣體也會改變海水酸鹼度。更重要的是,火山噴發會使周圍的海水溫度迅速提高,而熔岩的熱能要完全轉移到海水中需要相當長的時間,在此期間,海水會產生相當程度的熱對流來達到原有的溫度平衡,進而波及部分地區及全球海域的生態平衡。

根據此研究,科學家能得知海底火山噴發如何影響環境,藉此了解自然生態可能面臨的衝擊。

T. Dürig et al., Deep-sea eruptions boosted by induced fuel–coolant explosions, Nature Geoscience, 2020.