지난 12 월 카리브해 세인트 빈센트 섬의 화산 인 La Soufrière의 정상에서 용암의 글로피 오즈가 압출되기 시작했다. 삼출은 처음에는 느 렸습니다. 아무도 위협받지 않았습니다. 그런 다음 3 월 말과 4 월 초, 화산은 신속하게 상승하는 마그마와 관련된 지진파를 방출하기 시작했습니다. 유해한 연기는 피크에서 활발하게 환기되었습니다.
마법의 폭탄이 임박했고 과학자들은 경보를 울 렸으며 정부는 4 월 8 일에 섬의 북쪽을 완전히 대피하도록 명령했다. 다음날 화산은 치명적으로 폭발하기 시작했다. 대피는 제 시간에 왔습니다. 글을 쓰는 시점에서 생명이 사라지지 않았습니다.
동시에, 피상적으로 유사하지만 심오하게 다른 것이 북극의 가장자리에서 일어나고있었습니다.
2019 년 말부터 아이슬란드의 Reykjanes 반도 아래에서 점점 더 강렬한 지진 지진이 울려 퍼지고 있으며, 지하 세계가 열리고 있다는 것을 암시하여 마그마가 올라갈 수있는 공간이 만들어졌습니다. 2021 년 초반, 마그마의 지하 뱀이 한반도 주위로 이동하여 표면으로의 탈출 해치를 찾고 있었고, 땅 자체가 모양이 바뀌기 시작했습니다. 그런 다음 3 월 중순에 과학자들이 기대할 수있는 곳에서 지구를 통해 여러 뱀의 첫 번째 균열은 용암을 Geldingadalur라는 이름의 무인 계곡에 쏟아 부었습니다.
.여기서 현지인들은 즉시 분화, 피크닉 및 셀카를 위해 문자 그대로의 석재가 용암 흐름에서 벗어나는 셀카에 포즈를 취했습니다. 콘서트가 최근에 그곳에서 열렸으며, 사람들은 원형 극장의 좌석처럼 산마루를 취급했습니다.
두 경우 모두 과학자들은 새로운 분화가 진행되고 있다고 정확하게 제안하지 않았다. 그들은 또한이 분화가 취할 두 가지 매우 다른 형태를 예측합니다. 그리고 방정식의 "언제"부분은 예측하기 쉽지 않지만, 특히 La Soufrière의 폭발적인 분화의 경우 "어떻게"부분을 얻는 것이 특히 도전적입니다. Carnegie Institution for Science의 화산 학자 인 Diana Roman은“이것은 까다로운 사람입니다.
화산 학자들은 폭발성 분화를 일으킬 가능성이있는 조건에 대한 자세한 이해를 개발했습니다. 예를 들어, 지하수의 존재 또는 부재는 예를 들어 마그마 자체의 가스와 글 로스 성과 마찬가지로 중요합니다. 그리고 최근의 연구에서, 연구자들은 지진 파에서 위성 관측에 이르기까지 숨겨진 신호를 읽는 방법을 보여 주었으므로 분화가 어떻게 발전 할 것인지 정확히 예측할 수 있습니다.
이런 식으로 사악한 것이 됨
고층 빌딩 또는 성당과 마찬가지로 지구 화산의 건축 설계는 크게 다릅니다. 키가 크고 가파른 화산, 매우 만족스럽고 얕게 경사적 인 화산, 거대하고 넓은 열린 칼데라를 얻을 수 있습니다. 때로는 화산이 전혀 없지만 작은 우울증의 사슬이나 균열의 사슬이 발톱 자국처럼 지구를 흉터냅니다.
분화 예측은 많은 질문을합니다. 그들 중 가장 중요한 것은 다음과 같습니다. 언제? 핵심적으로,이 질문은 아래에서 마그마가 언제 도관 (마그마와 표면 개구부 사이의 파이프)을 통과하고 용암이 흐르고 화산재로 화산 유리와 폭탄으로 끊어 질지 묻는 것과 같습니다.
마그마가 깊이에서 올라가면 화산 건축물을 바꿀 수 있으며 말 그대로 위의 땅의 모양을 바꿀 수 있습니다. 마그마 흐름을 마이그레이션하면 암석이 분리되어 화산 지진이 발생할 수 있습니다. 그리고 마그마가 지하에 갇힌 압력이 감소하면 갇힌 가스를 해방시켜 표면으로 빠져 나갈 수 있습니다.
분화 예측자는 화산 모양의 변화, 지진 사운드 스케이프 또는 외형의 세 가지 징후 중 하나를 찾습니다. 이탈리아 피렌체 대학교의 지구 물리학자인 Maurizio Ripepe는“화산의 일상적인 행동과 분명히 다른 세 가지 모두에서 스파이가 바뀌면“어떤 일이 일어날 것이라는 것은 의심의 여지가 없다”고 말했다. 그것은 종종, 결국 분화입니다.
변화가 항상 활동이 증가한다는 의미는 아닙니다. 대부분의 화산은 분출하기 전에 시끄럽고 비틀 거리지 만 때로는 그 반대가 사실입니다. 예를 들어, 아이슬란드의 지진 학자들은 Reykjanes의 첫 5 개의 균열이 시작되기 직전에 화산 진전을 떨어 뜨 렸습니다. 아이슬란드 Geosurvey의 지진 학자 인 Thorbjörg Ágústsdóttir는 여섯 번째 하락이 일어 났을 때 과학자들은 여섯 번째 균열이 나타날 것이라고 예측했다.
방정식의 '방법'
점점 더 화산이 폭발 할 것인지 또는 어떻게.
를 예측할 수도 있습니다.개별 화산은 자신의 폭발적인 스타일을 갖는 경향이 있기 때문에 각 특정 화산의 역사를 풀기는 핵심입니다. 이를 찾기 위해 과학자들은 화산 주변의 지질 지층을 검사하여 법적인 발굴을하고 오래된 분화의 유적을 조사합니다. 아이슬란드의 Reykjanes 반도에 대한 마지막 분화는 현대 과학이 출현하기 훨씬 전에 800 년 전에 발생했습니다. 그러나 이런 종류의 형사 작업으로 인해 과학자들은 분화가 항상 비교적 조용한 일 이었다는 것을 알고있었습니다. 최근의 분화 역사를 이용할 수 있다면, 과학자들이 실시간으로 문서화 한 것이 좋습니다. 그렇기 때문에 과학자들은 La Soufrière가 효과적인 분화 스타일로 빠르게 전환 할 가능성이 높다는 것을 알고있었습니다.
분화 예측에 대한 최신 작업은 이러한 역사적 카탈로그를 훨씬 뛰어 넘습니다. Tyrromnian Sea의 물 위에 간신히 붙어있는 화산 인 Stromboli를 가져 가십시오. 이 그림 같은 섬은 폭발하는 데 많은 시간을 보냅니다. 보통 아무도 해를 끼치 지 않는 작은 폭발입니다. Ripepe와 그의 동료들은 20 년 동안 모양이 어떻게 변하는 지 연구 한 후 폭발 직전에 팽창하기로 결정했습니다. 또한, 정확한 형태의 변화는 폭발이 주요인지 사소한 지 여부를 나타냅니다. 2019 년 10 월부터 화산은 조기 경고 시스템을 가지고 있습니다. 그것은 폭발이 도착하기 10 분 전에 과거에 사람들을 죽인 가장 극단적 인 폭발을 나타내는 인플레이션 유형을 감지 할 수 있습니다.
Stromboli는 비교적 간단한 화산으로, 마그마에서 채광창으로 상단까지의 배관은 다소 열려 있습니다. “마그마 운동은 골절을 생성하지 않습니다. Ripepe는 말했다.
대부분의 화산은 더 복잡합니다. 화산에서 벗어나야하는 다양한 마그마 유형을 보유하고 있습니다. 노스 캐롤라이나 주립 대학의 화산 학자 인 Arianna Soldati는“그들이 일어날 때 많은 변화를 일으키는 분화를한다는 것을 의미합니다. 며칠, 몇 주, 몇 달 또는 몇 년 동안 분화는 oozing과 폭발 사이에서 앞뒤로 갈 수 있습니다. 이러한 변경 사항을 예측할 수 있습니까?
Soldati, Roman과 그들의 동료들은 하와이의 빅 아일랜드를 보면서 이것을 테스트 할 수있는 방법을 찾았습니다. 섬의 남동부 해안 근처의 킬라 우에 아는 1983 년 이래로 어떤 형태 나 다른 형태로 지속적으로 폭발하고 있었다. 그러나 2018 년 봄과 여름에는 화산이 쇼의 지옥에 올랐다. 마그마는 화산의 동쪽 측면으로 지하로 가로 지르고 지구에서 열린 균열을 찢어 3 개월 동안 똑바로 찢어지고 때로는 녹은 암석의 높은 분수로 하늘을 쏘았습니다.
.이런 일이 일어 났을 때, 연구원들은 용암 샘플을 가져 와서 특히 점도의 한 가지 특징에 집중했습니다. Gloopier, 더 끈적 끈적한 마그마는 더 많은 가스를 덫에 걸립니다. 이 점성 마그마가 표면에 도달하면 가스가 폭력적으로 압축 해져 폭발이 발생합니다. 대조적으로 Runnier Magma는 가스가 점차적으로 탈출 할 수 있습니다.
2018 년 킬라 우에 아에 대한 용암의 점도는 계속 바뀌 었습니다. 더 나이가 많고 차가운 마그마는 점점 더 많았고 깊이에서 새로 탭한 마그마는 더 뜨겁고 유동적이었습니다.
로마와 동료들은 화산에서 나오는 지진파를 모니터링하고 샘플링 한 용암의 점도와 비교하여 이러한 변화를 추적 할 수 있음을 발견했습니다. 런니어 마그마가 올라가는 것처럼 아직 결정되지 않은 이유는 양쪽의 바위 벽을 약간 떨어 뜨립니다. 대조적으로 Gloopier Magma는 강한 힘을 가해 더 넓은 통로를 열어줍니다. 이번 4 월 Nature 에 출판 된 논문에서 , 연구자들은 바위가 강제되는 방식에 따라 달라진 지진파를 사용할 수 있음을 보여주고, 그 마그마의 분화보다 폭발적인 용암의 점도의 변화를 예측했습니다.
.Sollati는“이런 종류의 지진이 있다면 점도가 증가하고 있으며,이 임계 값보다 높으면 폭발적 일 수 있습니다. "모니터링 및 위험의 경우, 이것은 실제로 지금 영향력을 행사할 가능성이 있습니다."
.나노 스코프 성가신
많은 요인들이 마그마 점도에 영향을 미칩니다. 특히 하나는 거의 보이지 않기 때문에 간과되었습니다.
독일 베이 르스 대학교의 지구 과학자 인 Danilo di Genova는 평균 박테리아의 크기의 약 10 분의 1의 결정을 연구합니다. 그들은 마그마가 그것을 뿌리면서 도관의 꼭대기에 형성되는 것으로 생각됩니다. 이러한 결정을 충분히 얻으면 마그마를 잠그고 갇힌 가스를 갇히고 점도를 증가시킬 수 있습니다. 그러나 신선하게 폭발 한 용암을 볼 수있는 매우 강력한 현미경이 없다면, 그들은 눈에 띄지 않을 것입니다.
Di Genova는 오랫동안 나놀 라이트가 형성하는 방법에 관심을 가져 왔습니다. 평범한 콧물 마그마 인 현무암의 대리인 실리콘 오일을 사용한 그의 실험은 오일 입자 혼합물의 3%만이 나노 크기 입자로 만들어지면 점도가 급증한다는 것을 보여 주었다.
그런 다음 그는 진짜로 향했다. 그와 그의 동료들은 마그마가 도관을 통해 표면으로 상승함에 따라 마그마가 경험하는 것을 시뮬레이션하려고 시도했습니다. 그들은 에트나 산에서 점진적인 가열, 갑작스런 냉각, 수화 및 탈수에 실험실에 갇힌 현무암 암석을 적용했습니다. 때때로, 그들은 마그마를 입자 가속기 유형 인 싱크로트론 안에 배치했습니다. 이 장면 내에서 강력한 엑스레이는 크리스탈의 원자와 상호 작용하여 특성을 드러냅니다. 결정이 충분히 작다면 존재합니다.
작년에 과학 발전 에보고 된 바와 같이 실험은 팀에게 나놀 라이트가 형성되는 방법에 대한 작업 모델을 제공했습니다. 분화가 시작되고 마그마가 갑자기 도관을 통해 가속화되면 빠르게 감압합니다. 물이 녹은 바위에서 나와 거품을 형성하여 마그마를 탈수시킵니다.
이 동작은 마그마의 열적 특성을 변경하여 매우 높은 온도에서도 결정이 훨씬 쉽게 나타납니다. 마그마의 상승이 충분히 빠르고 마그마가 신속하게 탈수되면, 나놀 라이트의 옥수수증이 생겨 마그마의 점도가 크게 증가합니다.
이 변화는 눈에 띄는 신호를 제공하지 않습니다. 그러나 Di Genova는 그것이 존재한다는 것을 알고 있다고 연구원들은 왜 Vesuvius 나 Etna와 같은 콧물이있는 화산이 때때로 서사시 폭발을 일으킬 수 있는지 설명 할 수 있다고 말했다. 지진 신호는 마그마가 얼마나 빨리 오름차순을 추적 할 수 있으므로, 아마도 치명적인 폭발로 이어지는 마지막 순간 나노 라이트 인구 붐을 예측하는 데 사용될 수 있습니다.
.안개를 쓸어내는
이러한 진보는 제쳐두고, 과학자들은 여전히 분화 확률을 확실성으로 대체하는 것과 여전히 먼 길입니다.
미국 지질 조사의 캐스케이드 화산 관측소의 연구 지진 학자 인 세스 모란 (Seth Moran)은“세계 대부분의 화산이 잘 모니터링되지는 않는다”고 말했다. 여기에는 많은 미국의 캐스케이드 화산이 포함되며, 그 중 일부에는 거대한 폭발의 성향이 있습니다. 로마는“지상에 충분한 도구가 있다면 분화를 예측하기는 쉽지 않습니다. "하지만 화산에 악기가 없다면 분화를 예측하는 것은 매우 어렵습니다."
또 다른 문제는 일부 분화에 현재 명확한 전구체가 없다는 것입니다. 악명 높은 유형 중 하나는 Phreatic Blast라고 불립니다. 마그마 쿡은 물의 주머니 위에있는 마그마 요리사를 통해 압력 쿠커와 같은 폭발을 일으 킵니다. 한 명은 2019 년 12 월 뉴질랜드의 Whakaari 화산을 흔들어 작은 섬을 방문한 22 명이 사망했습니다. 또 다른 또 다른 일본은 2014 년에 일본의 온테이크 화산을 흔들어 63 명의 등산객을 죽였습니다.
Fairbanks 알래스카 대학교의 지구 물리학자인 Társilo Girona가 이끄는 최근의 연구에 따르면 위성은 분화에 대한 모든 종류의 화산에서 나오는 열 방사선에서 연중 연중 점진적으로 증가 할 수 있음을 발견했습니다. 후 향적 분석에 따르면 이러한 온도 증가는 Ontake의 2014 Phreatic 폭발 전에 감지되었으며, 이벤트 시점은 피크가되었습니다.
.아마도 우주에서 모니터링하는 것이 미래의 분화가 오는 것을 보는 가장 좋은 방법이 될 것입니다. 그러나 지금까지, phreatic 분화에 대한 성공적인 장기 예측은 발생하지 않았습니다. Western Washington University의 화산 학자이자 지진 학자 인 Jackie Caplan-Oauerbach는“Phreatic Ferruptions는 끔찍합니다. "당신은 그들이오고 있다는 것을 정말로 모른다."
예측하기가 까다로울 수있는 폭발만이 아닙니다. 콩고 민주 공화국의 산악 화산 인 Nyiragongo는 올해 5 월 22 일에 갑자기 고마시를 향해 빠르게 움직이는 용암을 쏟았습니다. 모니터링에도 불구하고 화산은 분출 할 것이라는 명확한 경고를하지 않았으며 몇몇 사람들은 사망했습니다.
그리고 당신이 어떤 유형의 분화를 예측하든, 오 탐지의 가격은 무서워합니다. Roman은“사람들을 대피하고 아무 일도 일어나지 않을 때, 다음 대피는 사람들이 진지하게 받아들이는 것이 더 어려울 것입니다.”라고 Roman은 말했습니다.
그러나 낙관적 인 이유가 있습니다. 과학자들은 모든 화산의 기본 물리를 그 어느 때보 다 더 잘 이해하고 있습니다. 옥스포드 대학의 화산 학자 인 데이비드 파일 (David Pyle)은“본능과 경험과 배운 지식의 혼합”때문에 개별 화산도 더 친숙 해지고있다. 그는 곧 인간보다 빠른 데이터의 패턴을 식별 할 수있는 기계 학습 프로그램이 주요 플레이어가 될 것이라고 예측합니다.
분화 예측의 확실성 (IF,시기 또는 방법)은 아마도 지나치지 않을 것입니다. 그러나 매일, 불확실성의 치명적인 안개가 조금 더 사라지고, 분화 중에 수십 년 전에 죽었을 사람은 이제 살아갑니다.
