人类能迫使火山爆发吗?

由:茱莉亚•莱顿

当天空变成火红的粉色和紫色时,游客们观看着夏威夷火山国家公园内基拉韦厄火山喷发时流入海洋的熔岩。Douglas Peebles/Corbis by Getty Images"width=
当天空变成火红的粉色和紫色时,游客们观看着夏威夷火山国家公园内基拉韦厄火山喷发时流入海洋的熔岩。Douglas Peebles/Corbis by Getty Images

阿拉斯加巴夫洛夫火山上一次喷发是在2016年3月驱逐400英里(640公里)的火山灰云达到37000英尺(11277米)的高度。这股锋利的粉状岩石流导致航空运输和主要高速公路关闭。

7月28日,美国地质调查局提高了巴夫洛夫的警戒级别,似乎准备再来一次。

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火山喷发是出了名的难以预测。美国地质勘探局也在5月份提高了巴夫洛夫的警报级别,但没有发生任何事情。密歇根理工大学地质与工程科学博士候选人汉斯·勒奇纳说,火山学家还没有确定时间。

“一座火山可能显示出即将爆发的所有迹象,”Lechner在一封电子邮件中写道,“地震活动增加,气体通量高,表面变形,但之后从未真正爆发,随着时间的推移会回到基线水平。”

或者,他说,它没有显示任何即将爆发的迹象,然后爆发。

在战场上有一些人在考虑发起进攻——如果你愿意的话,可以称之为火山式的“先发制人”。其想法是,人类以某种方式修改喷发过程,要么在可控条件下启动喷发,要么降低即将爆发的能量,以限制由此造成的破坏。

深不可测的力量

火山爆发所包含的能量是难以想象的。意大利臭名昭著的埃特纳火山喷出在1983年长达4个月的喷发中,它每秒喷发约350立方英尺(10立方米)的熔岩。Lechner报告说,1991年,皮纳图博火山的最初爆炸将约2.4立方英里(10立方公里)的物质喷射到约25英里(40公里)的高度。

我们必须克服这样的误解:岩浆库就像一个充满液体的气球或苏打瓶,我们可以轻轻插入一根吸管,吸出熔岩和气体。
Hans Lechner,密歇根理工大学地质与工程科学博士研究生

Lechner将其称为“大量的能量”。它起源于地球深处,那里极端的温度和压力可以融化岩石。

熔融岩石或岩浆比固体岩石轻,所以它上升,形成一个“岩浆室”,通过地壳向上移动。随着岩浆体积的增加,岩浆室的压力增加,迫使岩浆通过火山的“喷口”——由之前的喷发形成的管道,被岩石的“盖子”密封在表面。

如果压力足够高,一个出口突然打开到大气中,迅速的降压会导致气体从溶液中出来,从而导致岩浆爆炸。它与火山灰(岩石粉)、蒸汽和各种气体一起从开放的通风口喷出。在1980年圣海伦斯火山的例子中,Lechner说,极端的压力迫使火山口的盖子向外凸起(这是火山即将爆发的典型迹象)滑坡把它关掉。

永远不要用核武器攻击火山

为了修正那次喷发,Lechner从理论上说,“我认为人类可能触发了滑坡,或者通过挖掘,甚至引爆核装置来移除覆盖层(“盖子”)。”

但用核武器摧毁火山将是一件极其愚蠢的事情。火山仍然会按照自己的时间表爆发,但现在增加了核沉降的恐怖。

在岩浆库中钻孔释放压力也失效了。火山学家Erik Klemmeti 2012年在《连线》杂志上写道,比喻那个理论是"试图用针刺流血致死"

我们也不能通过慢慢给密室减压来避免火山爆发。

“我们必须克服这样的误解,即岩浆库就像一个充满液体的气球或苏打瓶,我们可以轻轻插入一根吸管,吸出熔岩和气体,”Lechner写道。“我们说的是人造设备无法承受的压力和材料的体积。”

他说,我们必须用直径数百米的巨大管道往下钻几公里,才能处理从火山口涌出的火山气体。这些管道必须承受超过3600华氏度(2000摄氏度)的高温和“超出我们管理甚至理解能力”的压力。

然后,他补充说,仍然有“气体从溶液中出来,迅速减压和暴力逃逸”需要处理。

另一方面,熔岩

一般来说,人类对火山喷发的改造面临的主要问题似乎是,这是可笑的不可能的。火山太大,火山喷发太强大。

然而,美国地质勘探局夏威夷火山观测站的地质学家珍妮特·巴布说,人类并不是完全没有改变的选择。

“人类无法阻止或控制火山喷发,”巴布在一封电子邮件中写道,“但(人类)已经采取了一些措施来控制火山喷发的产品。”

例如,分流熔岩流。巴布指的是埃特纳火山以及我们前面提到的1983年的喷发,火山喷发导致熔岩流入人口密集地区。由于熔岩流有可能淹没三个城镇,工作人员绝望地建造了一个巨大的碎石屏障系统来改变它的方向。俄勒冈州的火山世界标题这张照片是这样描述这场史诗般的努力的:“200人建造了一个大约30英尺(10米)高、100英尺(30米)宽、1200英尺(400米)长的碎石屏障。注意接近aa[熔岩]流。”屏障成功地转移了熔岩。

但是试图通过轰炸来引导熔岩流动通常失败。不过,冷却它们已经显示出了希望:1973年,当冰岛海马岛(Heimaey)的一座火山的熔岩流入城镇时,官员们建造了屏障,阻止熔岩的流动,并向熔岩上倾倒海水,以冷却它,减缓流动,帮助它变硬。屏障阻挡了低能量的熔岩流。

至于在熔岩开始流动之前施加控制,Lechner说,这“基本上是科幻小说里的白日梦”。没人调查这件事。火山学研究的重点是改进监测和预测方法。

“然而,”他写道,“认为我们自己的傲慢可能会鼓励我们试图修正火山喷发的想法并不荒谬。人类有大规模工程壮举的历史,这些壮举永远改变了地球表面。”

美国地质调查局下调8月8日,阿拉斯加巴夫洛夫火山的警戒状态提高。假警报。

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