Volcanic eruption explained - Steven Anderson

TED-Ed

13 Jul 202005:34

Summary

TLDR1942年2月，墨西哥农民迪奥尼西奥·普利多听到玉米田中传来雷声，却发现声音来自地面的裂缝，这是新火山帕里库廷的诞生。在接下来的9年里，它的岩浆和火山灰覆盖了200多平方公里。火山的形成始于岩浆，通常在海洋水渗透到地幔并降低熔点的地方形成。岩浆通常因地壳重量、岩浆压力和岩石强度的平衡而保持在地下。但当这种平衡被打破时，可能会发生爆炸性喷发。火山爆发的常见原因包括岩浆压力增加、气体化合物形成高压气泡、冷却过程中气体浓度增加等。此外，地壳重量减轻、岩层腐蚀或地壳活动也可能引发喷发。尽管科学家们正在探索新技术以更好地理解火山，但火山喷发的预测仍然非常困难。

Takeaways

🌋 1942年2月，墨西哥农民Dionisio Pulido的玉米田中出现了一个新的火山——帕里库廷火山。
🔥 火山的形成始于岩浆，通常在海洋水渗透到地幔并降低其熔点的地方形成。
💥 岩浆通常因为地壳的压力而保持在地表以下，但当压力平衡被打破时，可能导致火山爆发。
🌬️ 岩浆静压力的增加是火山爆发的常见原因，这通常发生在岩浆中的气体和化合物浓度过高时。
💨 岩浆中的气体气泡在上升过程中降低岩浆密度，增加向上的浮力，可能导致爆炸性喷发。
🌿 许多地质学家认为，帕里库廷火山的喷发是由岩浆中的气体气泡引起的。
🌀 岩浆中的气泡可能由深层新岩浆的上升或岩浆冷却时形成。
🗻 除了岩浆静压力的增加，地壳上方岩石重量的减少（如滑坡）也可能导致火山爆发。
⛷️ 冰川融化，包括由气候变化引起的，可能会降低地壳压力，增加火山活动。
🌌 火山喷发也可能发生在岩石层不再足够坚固以阻挡下方岩浆时，这可能由地热变化或构造活动引起。
🔍 尽管科学家们已经了解火山喷发的原因，但预测它们仍然非常困难，因为岩浆室的深度和热量难以测量。
🛠️ 火山学家正在使用新技术，如热成像、光谱仪和激光，来更好地理解和预测火山活动。

Q & A

1942年2月，墨西哥农民Dionisio Pulido听到的是什么声音？
-Dionisio Pulido听到的声音不是来自天空的雷声，而是来自他的玉米田中一个大型裂缝发出的声音，这个裂缝后来被称为Paricutin火山。
Paricutin火山的形成原因是什么？
-Paricutin火山的形成与地壳下的岩浆有关，岩浆通常因为地壳的压力和岩浆自身的压力之间的平衡而保持在地下，当这种平衡被打破时，可能会导致火山爆发。
岩浆是如何形成的？
-岩浆通常在海洋水能够渗入地幔并降低其熔点的地区形成。
什么是岩浆压力？
-岩浆压力是岩浆对地壳施加的向上推力，与地壳的重量（岩石静压力）相抗衡。
火山爆发的一个常见原因是什么？
-一个常见的火山爆发原因是岩浆压力的增加，这可能是由于岩浆中的水或硫等化合物在高浓度下不再溶解，形成高压气泡。
为什么岩浆中的气泡会导致火山爆发？
-当岩浆中的气泡到达地表时，它们可能会像枪声一样爆炸，当数百万气泡同时爆炸时，能量可以将火山灰喷入平流层。
Paricutin火山爆发可能的原因是什么？
-许多地质学家认为Paricutin火山的爆发可能是由于岩浆中的气泡降低了岩浆的密度，增加了向上穿过地壳的浮力。
除了岩浆压力增加，还有哪些自然因素可能导致火山爆发？
-除了岩浆压力增加，火山爆发还可能是由于地壳上方的岩石重量降低，如滑坡移除大量岩石，或者由于侵蚀或冰川融化导致的地壳重量减轻。
什么是“卸载”过程，它如何导致火山爆发？
-“卸载”是指地壳上方的岩石重量降低，导致岩石静压力下降，从而立即触发火山爆发，如1980年圣海伦斯火山的突然爆炸。
气候变化如何可能影响火山活动？
-许多地质学家担心，由气候变化引起的冰川融化可能会增加火山活动，因为冰川融化减少了地壳上方的重量，可能触发火山爆发。
科学家如何使用新技术来更好地理解火山？
-科学家使用热成像技术检测地下热点，光谱仪分析从岩浆中逸出的气体，激光技术精确追踪岩浆上升对火山形状的影响，以帮助我们更好地理解这些不稳定的火山口及其爆发。

Outlines

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🌋 帕里库廷火山的诞生与喷发原因

1942年2月，墨西哥农民迪奥尼西奥·普利多在其玉米田中听到了类似雷声的巨响，这实际上是新形成的帕里库廷火山的裂缝发出的声音。这座火山在接下来的9年中，其岩浆和火山灰覆盖了超过200平方公里的区域。火山的形成始于岩浆，通常在海洋水渗透到地幔并降低其熔点的地方形成。岩浆通常保持在地表下，这得益于地壳重量（岩石静压力）、岩浆反压力（岩浆静压力）和地壳岩石强度之间的微妙平衡。当这种平衡被打破时，可能会导致爆炸性的喷发。喷发最常见的原因是岩浆静压力的增加，岩浆中的各种元素和化合物在高浓度下形成高压气泡。这些气泡在到达地表时可能会爆炸，而数百万气泡的同时爆炸可以将火山灰送入平流层。在爆炸之前，它们会降低岩浆的密度并增加向上穿过地壳的浮力。许多地质学家认为这一过程是墨西哥帕里库廷火山喷发的幕后推手。

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🔬 火山喷发的自然原因与科学研究

火山喷发的自然原因包括岩浆中溶解气体和矿物质的浓度增加，以及地壳重量的减少（如滑坡或冰川融化）或地壳强度的减弱（如地热变化或构造活动）。这些因素可能导致岩浆压力的变化，从而触发喷发。科学家们正在使用热成像、光谱仪和激光技术来探测地下热点、分析岩浆释放的气体，并精确追踪岩浆上升对火山形态的影响。尽管科学家们能够大致确定地壳的强度和重量，但测量岩浆静压力的变化仍然非常困难。然而，火山学家们正在不断探索新技术，以更好地理解这些不稳定的火山喷发。

Mindmap

Keywords

💡Paricutin

Paricutin是墨西哥一座火山的名字，于1942年在Dionisio Pulido的玉米田中突然形成。这个关键词是理解视频主题的关键，因为它是火山突然爆发的一个实例。视频中提到，Paricutin的爆发持续了9年，覆盖了超过200平方公里的区域。

💡岩浆

岩浆是地球内部的熔融岩石，通常在地壳下形成。它是火山爆发的直接原因。视频中解释了岩浆的形成与海洋水渗透到地幔中降低其熔点有关。岩浆的上升和爆发是火山学的核心概念。

💡岩静压力

岩静压力是指岩浆对地壳的推力，它是地壳重量与岩浆之间平衡的一部分。视频中提到，当岩浆中的气体成分浓度足够高时，它们不再溶解，而是形成高压气泡，这可能导致火山爆发。

💡地壳

地壳是地球表面的最外层，由岩石构成。视频中提到地壳的强度是控制岩浆是否能够上升到地表的关键因素之一。地壳的强度、重量和岩浆的相互作用决定了火山是否会爆发。

💡岩性压力

岩性压力是指地壳对岩浆的重量压力。视频中解释说，地壳的重量会压迫下面的岩浆，而岩浆会通过岩静压力进行抵抗，这种相互作用会影响地壳的稳定性。

💡气体气泡

气体气泡是由岩浆中的溶解气体形成的，当这些气体不再能溶解在岩浆中时，它们会形成气泡。视频中提到，这些气泡在达到地表时可能会爆炸，是火山爆发的一个原因。

💡浮力

浮力是物理学中的一个概念，指的是流体中物体受到的向上的力。视频中提到，岩浆中的气体气泡降低了岩浆的密度，增加了向上穿过地壳的浮力，这可能导致火山爆发。

💡冷却

冷却是岩浆从液态转变为固态的过程。视频中解释说，当岩浆开始冷却时，其中的矿物质会形成晶体，而溶解的气体浓度会增高，这可能导致形成爆炸性的气泡。

💡卸载

卸载是指地壳上方的岩石重量减少，导致地壳压力降低，从而可能触发火山爆发的过程。视频中提到，1980年圣海伦斯火山的突然爆发就是由于卸载效应。

💡地热作用

地热作用是指岩浆中的酸性气体和热量能够腐蚀岩石，逐渐将其转变为软泥的过程。视频中提到，这种作用可以削弱岩石层，使岩浆更容易到达地表。

💡地震

地震是地壳突然运动的现象，可以产生裂缝，允许岩浆逃逸到地表。视频中提到，地震可以创造条件，使岩浆能够通过裂缝上升到地表，触发火山爆发。

💡板块运动

板块运动是指地球的地壳和上地幔由于地幔对流而发生的缓慢移动。视频中提到，板块的移动可以使地壳变薄，从而为岩浆上升提供通道，可能导致火山爆发。

💡火山学家

火山学家是研究火山及其活动的科学家。视频中提到，火山学家正在使用新的技术，如热成像、光谱仪和激光，来更好地理解火山的活动和爆发。

Highlights

1942年2月，墨西哥农民Dionisio Pulido听到玉米田中传来的不是雷声，而是火山裂缝发出的巨响。

这个裂缝后来被称为帕里库廷火山，其喷发的岩浆和火山灰在接下来的9年里覆盖了超过200平方公里。

火山的形成始于岩浆，通常在海水渗透到地幔并降低其熔点的地方形成。

岩浆通常由于地壳的重量、岩浆的反压力和地壳的岩石强度之间的平衡而保持在地表下。

岩浆的密度降低和浮力增加可能导致岩浆向上穿过地壳。

帕里库廷火山的喷发可能与岩浆中溶解气体的浓度增加有关，导致气体泡沫的形成。

岩浆中的气体泡沫在冷却过程中形成，因为溶解的气体在岩浆凝固时无法被纳入晶体中。

除了岩浆压力的增加，地壳上方岩石重量的减少（如滑坡）也可能导致火山喷发。

1980年圣海伦斯火山的突然喷发是由于地壳上方岩石重量的急剧减少引起的。

长期的侵蚀或冰川融化也可能导致地壳上方重量的减少，从而触发火山喷发。

气候变化导致的冰川融化可能增加火山活动。

地壳的腐蚀或构造活动，如地震，也可能使岩层无法承受下面的岩浆压力。

地壳的伸展薄弱，如大陆板块的分离，也可能允许岩浆逃逸到地表。

尽管科学家可以大致确定地壳的强度和重量，但岩浆室的深度和热量使得测量岩浆压力的变化非常困难。

火山学家正在探索新技术，如热成像、光谱分析和激光跟踪，以更好地理解火山的动态。

这些技术进步有望帮助我们更好地理解这些不稳定的火山口及其喷发。