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世界上最活跃的火山喷发佩利的“头发”和“眼泪”

科学家们正在收集类似于头发和眼泪的凝固熔岩,以了解夏威夷基拉韦厄火山下涌动的活动。

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佩蕾的头发。来源:Cm3826/CC BY-SA 4.0/Wikimedia Commons

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基拉韦厄火山横跨夏威夷岛的东南边缘,其表面呈昏暗的圆周,散发出一种深邃而空灵的力量。它在这个岛上具有历史意义且举足轻重,这座盾状火山随心所欲地休眠和苏醒。基拉韦厄火山已有 20 万至 30 万年的历史,最近开始苏醒:自 1983 年以来,它几乎不间断地喷发,使其成为世界上已知最活跃的火山,形成了开放的裂缝和喷射的岩浆喷泉,这些岩浆喷泉披覆在山体岩石的侧面并滴落下来。传说火山女神佩蕾居住在其熔岩湖的顶峰,如今这里是世界上最活跃的火山之一,而根据旅游神话和非官方传说,她将诅咒那些敢于从她烟雾缭缭的领域拿走岩石或熔岩的人。

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火山学家们敢于挑战这些指南的命运——他们的收获是宝贵的且富有启示意义的。他们寻找佩蕾的头发和佩蕾的眼泪。在夏威夷火山国家公园内喷发开始数小时后,地球化学家 Kendra J. Lynn 小心地在基拉韦厄的地形上行走,观察着上方火山口中的空气传播形成的物质。

(来源:Claudio Rossol/Shutterstock)

Claudio Rossol/Shutterstock

当熔化的岩浆从火山喷出并遇到较冷的空气时,它会迅速开始凝固,这个过程称为淬灭。佩蕾的头发是岩浆气泡同时淬灭和爆裂的副产品。“气泡破裂时,会拉伸成非常薄的膜,”Lynn 说。

岩浆硬化并拉伸,“有点像你把焦糖糖果拉开,或者像泡泡糖,”她说。当它最终完全凝固并完全拉伸后,曾经炽热爆裂的岩浆气泡现在变成了长长的、玻璃状的发丝:在空气中飘荡,在风向下聚集,靠近 Lynn 观察的地方。她必须小心地处理佩蕾的头发。细长的纤维很容易折断,常常会刺入皮肤。“它们甚至能穿透你的橡胶鞋底,”夏威夷大学的火山学家 Thomas Shea 警告说。“建议佩戴坚韧的野外手套和鞋底。”

地质学家 Cheryl Gansecki 说,佩蕾的头发“在阳光下最容易看到,因为它们看起来像地面上闪闪发光的金色蜘蛛网。”但佩蕾的眼泪却很难找到,它们隐藏在女神蓬乱的头发中。眼泪的形状像小逗号、蝌蚪或雨滴;呈黑曜石般的黑色,带有玻璃光泽,比头发密度大,而且通常大小不超过一角硬币。它们也是火山玻璃,是岩浆在没有拉伸的情况下淬灭的结果。“你可以想象往水里扔一块石头,水滴会从扰动中溅出,”Lynn 说。眼泪更致密、更紧凑,但也同样脆弱。它们是剧烈火山喷发的奇迹般的副产品,是岩浆爆炸的产物。

佩蕾的眼泪。(来源:Ivtorov/CC BY-SA 4.0/Wikimedia Commons)

Ivtorov/CC BY-SA 4.0/Wikimedia Commons

找到一颗佩蕾的眼泪就像被允许分享一个美丽的秘密,它们蕴含着许多信息:气泡、矿物质、晶体。一旦在研究实验室进行化学分析,“所有这些东西都能一窥火山内部的情况,”Lynn 说。在位于美国地质调查局夏威夷火山天文台的 Lynn 的实验室里,她利用这些化学物质来了解岩浆在地质时间尺度上如何运动和储存在火山中。Gansecki,希洛夏威夷大学的客座教授,曾利用佩蕾的眼泪和头发来预测熔岩的可能行为。Shea 则观察岩浆在其爆炸性上升过程中如何结晶。

这似乎令人难以置信:在一个活跃的火山表面,在佩蕾头发的玻璃状纹理深处,在佩蕾眼泪的微小奇迹中,隐藏着线索,揭示了数英里之下在数小时到数年不等的时间尺度上发生的事情。“兴奋感从未消退,”Lynn 说。“谁看得岩石最多,谁就赢了,因为总有更多东西需要学习。”

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