Khoa học

Khoa học đằng sau vòng khói núi lửa

Khoa học đằng sau vòng khói núi lửa


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Thật không thể tin được khi nghĩ đến một ngọn núi lửa lại làm những trò lố đảng. Nhưng có một số núi lửa, như núi lửa Yasur ở Vanuatu, có thể thổi vòng khói theo đúng nghĩa đen.

Cảnh tượng này thực sự mê hoặc, và nếu bạn muốn chụp một bức ảnh về nó, có lẽ mọi người sẽ nghĩ rằng nó đã được chụp ảnh. Nhưng hiện tượng này rất có thật, và nó đặt ra câu hỏi về nguyên nhân gây ra nó.

Các vòng khói đã được quan sát thấy từ nhiều núi lửa trên khắp thế giới, nhưng bí mật về cơ chế của chúng chỉ mới được làm sáng tỏ.

LIÊN QUAN: BÍ ẨN CỦA BLUE LAVA VÀ KAWAH IJEN VOLCANO

Núi lửa là những khe hở trong vỏ trái đất, đóng vai trò là lối thoát cho magma và khí thoát ra ngoài. Macma thay đổi về độ nhớt dựa trên các yếu tố như nhiệt độ, hàm lượng silica và lượng khí hòa tan.

Những yếu tố này không chỉ xác định liệu magma sẽ chảy tự do hay sẽ có nhiều điện trở hơn (độ nhớt). Nó cũng xác định liệu các khí ngưng tụ có thể thoát ra khỏi magma và hình thành các vòng khói hay không.

Hãy cùng tìm hiểu nhanh về kiến ​​thức của chúng ta về núi lửa và cố gắng hiểu điều gì xảy ra với những khí bị mắc kẹt bên trong miệng núi lửa.

Núi lửa hình thành như thế nào?

Có hơn 1500 núi lửa đang hoạt động trên Trái đất và có thể nhiều hơn nữa dưới đại dương. Một số nhà khoa học tin rằng 80% các vụ phun trào núi lửa trên Trái đất diễn ra ở đại dương.

Hawaii, Alaska, California, Oregon và Washington có phần lớn núi lửa ở Hoa Kỳ.

Có nhiều cách khác nhau để xác định núi lửa đang hoạt động, nhưng nhìn chung, một ngọn núi lửa được gọi là đang hoạt động nếu nó đã có ít nhất một lần phun trào trong 10.000 năm qua.

Có thể khó tưởng tượng, với mức độ dữ dội của một vụ phun trào, nhưng hầu hết các núi lửa được hình thành trong một quá trình chậm. Những núi lửa này hình thành khi magma từ bên trong lớp phủ trên của Trái đất hoạt động theo đường lên bề mặt. Khi ở trên bề mặt, nó nổi lên tạo thành dòng dung nham và cặn tro.

Các núi lửa hình thành qua nhiều chu kỳ phun trào như vậy. Dung nham nguội đi sau khi tiếp xúc với không khí, cuối cùng cứng lại thành các lớp cuối cùng tạo thành núi lửa. Quá trình này xảy ra lặp đi lặp lại trong hàng nghìn năm và theo thời gian, khi núi lửa tiếp tục phun trào, nó thường ngày càng lớn hơn.

Nguyên nhân nào gây ra các vụ phun trào núi lửa?

Magma bốc lên từ lớp phủ khi nó tan chảy. Điều này có thể được kích hoạt bởi các mảng kiến ​​tạo tách ra hoặc đẩy xuống so với nhau, hoặc ở các 'điểm nóng' nơi vỏ Trái đất mỏng.

Magma, tương đối nhẹ, nổi lên trên bề mặt và cuối cùng thoát ra ngoài qua các khe hở của núi lửa. Những vụ phun trào bùng nổ mà chúng ta thường nghĩ đến khi nghe từ phun trào xảy ra không thường xuyên và ở những loại núi lửa cụ thể.

Điều này xảy ra khi áp suất quá cao. Nó cũng có thể xảy ra khi magma tiếp xúc với nước. Kết quả là hơi nước được hình thành đủ để tạo cho núi lửa áp suất cần thiết để phun trào.

Nhưng không phải núi lửa nào cũng phun trào. Những cái được gọi là núi lửa đang hoạt động.

Những ngọn núi lửa này là đối tượng của rất nhiều nghiên cứu và khảo sát bất chấp những thách thức và nguy hiểm rõ ràng.

Các loại núi lửa khác nhau là gì?

Có nhiều loại núi lửa khác nhau. Đơn giản nhất là hình nón cinder. Chúng xảy ra khi các hạt và đốm màu của dung nham được phun ra từ miệng núi lửa. Theo thời gian, nó hình thành một hình nón hình tròn hoặc hình bầu dục, thường có một miệng núi lửa hình bát ở trên cùng. Núi lửa hình nón Cinder có xu hướng ngắn, chỉ phát triển cao khoảng 1.000 feet.

Composite, hoặc stratovolcanoes là một số trong những ngọn núi nổi tiếng nhất thế giới: Núi Rainier và Núi Phú Sĩ đều là những ngọn núi có địa tầng. Trong những ngọn núi lửa này, magma từ sâu trong Trái đất được truyền lên bề mặt. Dung nham xuyên qua bề mặt thông qua các lỗ thông hơi hoặc khe nứt và tạo thành các hình nón có mặt dốc. Núi lửa tổng hợp có thể bùng nổ dữ dội và có thể phun ra hơi nước, tro bụi và đá thay vì magma. Loại phun trào này được gọi chung là dòng chảy pyroclastic.

Mặt khác, núi lửa khiên có độ dốc thoải. Các vụ phun trào của những ngọn núi lửa này thường xuyên hơn nhưng thường không nổ. Magma của chúng có độ nhớt thấp nên nó có thể di chuyển rất xa xuống các sườn núi nông của núi lửa. Núi Kilauea ở Hawaii là một ngọn núi lửa hình khiên.

Một số núi lửa tạo thành các mái vòm dung nham. Chúng được tạo ra bởi những khối dung nham nhỏ, có độ nhớt và axit cao, chất đống xung quanh lỗ thông hơi. Mái vòm phát triển khi dung nham bên trong nở ra. Các mái vòm dung nham có thể bùng nổ dữ dội, giải phóng một lượng khổng lồ đá nóng và tro bụi. Một ví dụ về núi lửa mái vòm là Puy de Dome ở Pháp.

Các loại phun trào đều gây thiệt hại cho cuộc sống, mặc dù một số, giống như các vụ nổ, có sức tàn phá mạnh hơn. Trong khi các vụ phun trào là một chủ đề thú vị để nghiên cứu, các vòng khói thường xảy ra khi không có vụ phun trào nào diễn ra.

Giải thích các vòng khói

Một giả thuyết của Boris Behncke, một nhà núi lửa học tại Viện Địa vật lý và Núi lửa Quốc gia của Ý, nói rằng những vòng này trên thực tế không phải là khói mà là hơi nước và các khí nén khác.

Các vòng khói là một thách thức để nghiên cứu khi chúng nhanh chóng biến mất vào bầu khí quyển. Một nhóm các nhà khoa học do Fabio Pulvirenti đứng đầu đã tìm ra lời giải thích về vòng khói có thể xảy ra. Pulvirenti là thành viên cấp cao tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA.

Cách tiếp cận của nhóm này khá cấp tiến. Họ chấp nhận rằng việc nghiên cứu hiện tượng này bằng thiết bị vật lý sẽ rất khó khăn, vì tính hiếm của nó. Thay vào đó, họ tạo ra các mô phỏng trên máy tính.

Họ đưa các thông số khác nhau của các vòng khói núi lửa, chẳng hạn như tốc độ, chiều cao và thời gian nguội vào một chương trình máy tính. Chương trình này dựa trên các khái niệm lý thuyết về cơ học chất lỏng xác định cách các chất khí tương tác với magma và vật lý của sự hình thành xoáy.

Sau đó, họ thay đổi các thông số có thể ảnh hưởng đến sự hình thành vòng khói. Họ phát hiện ra rằng việc thay đổi áp suất và hình dạng của lỗ thông hơi thành các giá trị cụ thể dẫn đến sự xuất hiện và biến mất của các vòng khói.

Trong mô phỏng, các khí ngưng tụ, chủ yếu là hơi nước, thoát ra khỏi magma và được đẩy ra từ lỗ thông hơi của núi lửa. Hơi núi lửa này, ấm hơn và ít đặc hơn không khí xung quanh, bay lên trên và bắt đầu mở rộng.

Cơ chế này tương tự như những gì xảy ra trong miệng của người hút thuốc khi anh ta thổi vòng khói. Người ta đã khẳng định rằng núi lửa cần phải có độ mở hẹp hợp lý để hình thành các vành đai.

Nhưng bí ẩn không kết thúc ở đó.

Tại sao những ngọn núi lửa này không luôn thổi vòng khói?

Khi đó, câu hỏi đúng không phải là chúng xảy ra như thế nào mà là tại sao chúng không xảy ra trong hầu hết thời gian khi các điều kiện được đáp ứng. Và câu trả lời có thể xảy ra là khá đơn giản: gió.

Gió nhanh không để các vòng khói hình thành, hoặc ít nhất là chúng không đủ lớn để có thể quan sát được.

Kết thúc

Các nhà siêu hình học và các nhà khoa học đầu tiên đã phát triển sự hiểu biết mà chúng ta có ngày nay về thế giới bằng cách quan sát thiên nhiên. Ngày nay, chúng ta thấy có sự mất kết nối giữa các nhà nghiên cứu của chúng ta và thiên nhiên.

LIÊN QUAN: HÌNH ẢNH KHÔNG GIAN VỀ LỖI BẰNG ĐIỆN TỬ RAIKOKE ĐƯỢC LẤY TỪ KHÔNG GIAN

Đồng thời, công nghệ và phương pháp nghiên cứu chúng ta sử dụng ngày nay rất quan trọng đối với sự hiểu biết của chúng ta về thiên nhiên, như nhóm của Pulvirenti đã chứng minh.

Lựa chọn giữa hai sẽ luôn là một bài toán nan giải đối với các nhà khoa học. Và họ phải tìm ra sự cân bằng để làm công việc thực sự truyền cảm hứng.

Nghiên cứu chỉ ra rằng bất kể công nghệ tiên tiến đến đâu, thiên nhiên sẽ luôn có một hoặc hai điều để dạy chúng ta.


Xem video: Bí Ẩn Những Ngọn Núi Lửa Nguy Hiểm Và Kỳ Lạ Chưa Từng Có (Tháng Hai 2023).