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火山喷发机理研究获进展  

2012-03-09 13:11:31|  分类: 天气学教学参考 |  标签: |举报 |字号 订阅

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火山喷发机理研究获进展


 
近日,《自然》杂志(2012年2月1日)发表了题为“Decadal to monthly timescales of magma transfer and reservoir growth at a caldera volcano”的有关破火山口成因的火山喷发机理研究的最新研究成果,为大规模火山喷发机理研究提供了新思路。
 
破火山口成因火山喷发是一种在几小时或者几天内可以喷出数十到数千立方千米的岩浆、喷发频率低但破坏性巨大的火山活动,这种火山喷发会给全球带来毁灭性的后果。但由于火山的长期喷发难以被监测到,因此火山喷发初期成因无法明确。即使从最近活动比较频繁的美国黄石火山和意大利坎皮佛莱格瑞火山等所获得的地球物理数据也无法对其进行解释,同时,解释巨大的火山喷发所必需的条件也很难获得。
 
该研究旨在基于晶体化学分析,研究火山喷发初期岩浆运移特点及其时间尺度,据此来判断火山喷发机制。对希腊克里特的西托里尼火山休眠期与喷发初期特征比较后发现,大量硅酸岩浆储备的最终组合会在非常短的地质时间内发生。
 
火山岩中的结晶物提供了喷发初期火山岩储层形成过程和时间尺度的记录。从岩浆使所含示踪元素熔化到晶体的形成,该过程取决于热力学和动力学原理。在对米诺斯喷发中的流纹英安岩中的斜长石晶体的研究中采用了基于单一晶体获取多时间尺度信息的新技术。研究结果表明,处于不同火山活动阶段的火山岩晶体具有不同的晶体结构,并存在成分上的差异。据此,可以通过晶体结构及组成特征推断火山所处的活动状态和阶段。
 
研究结果为揭示“火山大规模的硅酸盐系统如何从静止状态迅速转变至喷发状态”,并进而为认识火山大规模喷发机理提供了新见解。(来源:中国科学报 李小燕)
 
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《自然》发表论文摘要(英文)

 


 

亚洲空气污染物“落户”美国


连续三天的空气污染物分析图像。
图片来源:M.Lin et al., J. Geophys. Res, 117; 2012 by the American Geophysical Union
 
自产自销的空气污染已经够糟糕了,但多年来,科学家们一直在跟踪来自亚洲,穿越太平洋,并最终在美国西部“安家落户”的空气污染物。
 
如今,他们已经能够从本地的污染物中筛选出“进口”的空气污染物。
 
在《地球物理研究期刊》(Journal of Geophysical Research)上,一个由大气科学家与建模学者组成的研究团队报告了一个更为精细的新模型,从而能够相当准确地模拟大气环流,以及产生污染物臭氧的空气化学反应。
 
通过对在紧密监视下于2010年春季发生的两次亚洲污染事件进行建模,研究人员发现,亚洲污染物对于美国西南部污染物的贡献可以占到15ppb(十亿分之一)臭氧。当前美国对于臭氧的空气质量标准为75ppb。
 
研究小组发现,这一阈值大约在一半的时间都被超越,而亚洲污染物的“贡献”对于这种情况的发生“功不可没”。
 
研究人员强调,在未来几十年里,如果从亚洲进口的污染物依然像预期那样增加,则情况可能将更为麻烦。
 
臭氧在常温下,是一种有特殊臭味的蓝色气体。当其存在于平流层时有助于保护地球上的生物免受紫外线的伤害,而当其在地球表面附近时可对人体,尤其是眼睛、呼吸道等产生侵蚀和损害作用。地表臭氧也对农作物或森林有害。(来源:中国科学报 赵熙熙)
 
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《地球物理研究期刊》发表论文摘要(英文)

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