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2019年12月28日 星期六

你知道嗎?超稀少的熔岩湖

#後知後覺 在看這個科學新聞影片之前,科宅萬萬沒有想到,熔岩湖(lava lake)在地球上其實超級罕見的



童年回憶的溫馨印象中:

> 電影魔戒最後咕嚕摔進去的末日火山有個熔岩湖。
> 電玩薩爾達傳說,哥隆族居住的死亡之山有熔岩湖。
> 電玩馬力歐的魔王關到處都是熔岩湖。
> 電影《印第安那瓊斯之魔宮傳奇》中,處決俘虜的方法是把鐵籠整個沉到熔岩湖裡。
> 電玩《惡靈古堡5》的最終BOSS戰的地點是有熔岩湖的火山口。
[詳細列表見 TV Trope - Lava Pit]

簡而言之——熔岩湖讓一切邪惡勾當都變的更邪惡、緊張刺激又有趣。


從此之後,「熔岩湖」在好萊塢和娛樂界就成了死亡陷阱、BOSS戰,以及大壞蛋秘密巢穴之中的擺飾,好像游泳池一樣的日常旅行殺人滅口必備良伴。

以至於講到火山好像就應該有個熔岩湖,我們傾向形成這種直接聯想。

西洋小朋友也喜歡玩「地板是岩漿」(Floor Is Lava)的想像冒險遊戲。就是假裝地板是岩漿,所以只能踩家具安全移動。

可是現實~唉~比娛樂無趣一點點。踏遍整個地球的陸地,一共洋洋灑灑 1500 多個已知活火山,它們的火山口之中有個熔岩湖的只有八個......八個!?

詳細清單如下:

▲衣索比亞-爾塔阿雷火山* Erta Ale, Ethiopia.
▲萬那杜-安布里姆火山 *Ambrym, Vanuatu.
▲萬那杜-亞蘇火山 *Mount Yasur, Vanuatu.
▲南極, 羅斯島-渾沌之神火山 *Mount Erebus, Ross Island, Antarctica.
▲夏威夷大島-基拉韋亞火山 *Kīlauea, Big Island, Hawaii.
▲DRC剛果-尼拉貢戈火山 *Mount Nyiragongo, Democratic Republic of the Congo.
▲尼加拉瓜-馬薩亞火山 *Masaya volcano, Nicaragua.

以上有七個;
連結影片提到,今年 (2019) 剛發現了第八個熔岩湖。

那是位在南大西洋的英國海外領土,南三明治群島上
▲桑德斯島的麥可山。
Mount Michael, Saunders Island, South Sandwich Islands.

那裡是和任何文明之地遠得要命的地方。最近的人口聚集區是英屬福克蘭群島。因此麥可山從來沒有任何人登頂探查過,會發現熔岩湖是借助近年越來越發達的衛星遙測技術,對火山山體掃描異常熱訊號(簡直諜報片成真)。

絕大部分的火山之所以實際上都沒有「標配」熔岩湖的緣因是,火山活動的熱源最常來自位在地殼中(接近地表但還是地底下)的岩漿庫。可以想見,只有岩漿庫的壓力恰到好處,有點活躍但沒有太活躍,加上熔岩的流動性必須要高(鐵鎂質)才有可能在接近山頂處滾著一鍋熔岩,但火山又沒有全面噴發的一種一觸即發的亞穩定狀態。

在夏威夷基拉韋亞的例子,像在 2018 年,當熔岩在山腳下找到縫隙,形成熔岩管系統快速地到處竄流的時候,山上的熔岩湖深度就會降低,甚至暫時流光光。(又少一個,哀哀)

也就是說,如果你是真實世界的超級惡棍,千萬不要輕易透露你的秘密基地有個熔岩湖,一講出來特務P大概就知道你人在哪了,只有八個選項嘛。

除非你是挖到地底岩漿庫的深度——但那又代表你每個月的冷氣費會很驚人。

又除非,你的壞蛋基地在海底!因為地球絕大多數的活火山都不在陸地上,而是在三大洋的中洋脊系統(張裂帶)上,還有一些板塊中心的「熱點」(夏威夷群島在還沒有冒出水面之前就是),這些熱點是 WiFi ...... 亂講,是地函熱柱(mantle plume)向上對流撞到地殼的地方。

總之,火山學家若想研究更多有可能存在的海底熔岩湖(為了防災或研究地質化學等理由),需要做的竟然是和海洋學家,或詹導:詹姆士卡麥隆聯絡,搭潛水艇在水下研究火山喔。

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新聞更新:熔岩乾涸之後變成水窪,這代表寧靜噴發的基拉韋亞將轉變成不寧靜的爆破式噴發?


關於 #火山熔岩湖 的更新

夏威夷基拉韋亞火山口(Halemaʻumaʻu Crater)的熔岩湖,由於 2018 年至今,山腳下持續的熔岩流活動,熔岩湖目前流乾了......啊,流乾了啊。

所以壞消息,目前世界上只剩下7個熔岩湖了,真是卡通壞蛋秘密基地的哀歌。雖然很有可能未來地底熔岩會再補充回來,重新填滿火山口,但「不是在此時,不知在何時」也有可能在你我的有生之年都只能緬懷不能再見惹。

這反映了熔岩湖是一種動態、亞穩定的系統,好像饅頭師傅在麵粉堆中間挖洞盛著水。這點也可以從世界1500多個火山,卻只有 0.5% 的火山口有一池岩漿這一點來推算。

在基拉韋亞,因為去年至今山腳下熔岩流的洩壓,火山口明顯凹陷了500公尺。然後就出現了本影片所關注的奇特的景象——

2019年6月,在幾年前都還裝滿熔岩的火山口,竟然出現了一個小池子。目視是綠色的,肯定很酸。美國地質調查局(USGS)的火山地質學家雖然不能完全排除是普通的雨水蓄積,但還是比較傾向小水池是反映來自下方地下水面的上升。

火山學家目前首要目標是,想用直升機或無人機,設法取一些池水來化驗它的來源(請勿用鐵桶)。寶貴的樣本有助於預測火山之後的動向。

為什麼呢?基拉韋亞火山雖然在近200年間,都是以慢慢流出熔岩的方式,不慍不火、緩緩的噴發。但周遭地質證據顯示在過去 2500 年內的時間尺度,火山有一半的時間還是有【爆炸性的噴發】的,只是在有文字記載的歷史中我們現代人還沒碰過。

火山會爆炸有兩大類動力:第一種是溶解在熔岩中的氣體析出,在圍繞熔岩庫的岩石穹頂蓄積壓力;或者,熔岩在上升到地表的路徑中遇到大量入侵的地下水體,高溫熔岩在封閉空間中把水燒成蒸氣,膨脹做功(就是蒸汽機的原理)於是爆開。關鍵字:Phreatic eruption。

在基拉韋亞的例子,熔岩的流動性很好,所以不容易忽然「卡住」而蓄積壓力。而平常地下水被一個地下的「堤壩」擋住,而無法大量和熔岩接觸,所以長期都只有熔岩平靜在淌流。

但這個均衡被去年熔岩大量從山腳下流掉而突然改變了,如果現在火山口的水確實是四周補注、上升的地下水,而且地層孔隙中填充的水量夠大,再不走運的,遇到新一波的下方熔岩補注,這些熔岩補充速度又夠快......好多個如果......

基拉韋亞就會再次出現近代歷史上絕無僅有的爆炸式噴發。

不過 USGS 的火山學家有一分證據說一分話,目前態度還很保守。尤其是對於地下水的動態、熔岩的動態都很不清楚的時候。事情都還是個 what if。

簡化來說,可能的爆炸的猛烈度會和水和熔岩兩者的量成正比,而且要是熔岩上升非常慢,水只會被緩緩蒸發,壓力有時間洩漏掉,所以沒有事。水量不多,也只會「噗~」一下沒事。即使最糟的狀況水很多熔岩很快,轟轟轟,基拉韋亞也遠離大島的市區,周圍只住了幾千人。爆炸式火山噴發噴出的塵埃,預計會被噴射氣流往東南吹,但路徑上都是深深太平洋,結論是即使真的產生爆炸影響也有限。

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