این کریستال ها به شما کمک می کنند رفتار پنهان آتشفشان Kilauea را کشف کنید


دانشمندانی که می خواهند بفهمند آتشفشان ها چگونه و چه موقع می توانند فوران کنند با یک چالش روبرو می شوند: بسیاری از فرایندها در اعماق زیر زمین و در لوله های گدازه مخلوط با زمین مذاب خطرناک اتفاق می افتد. در یک فوران ، هر نشانگر زیرزمینی که می تواند شواهدی از انفجار را ارائه دهد ، اغلب از بین می رود.

اما با استفاده از مشاهدات روی کریستالهای کوچک ماده معدنی الیوین که طی یک فوران شدید که بیش از نیم قرن پیش در هاوایی رخ داد ، محققان دانشگاه استنفورد راهی برای آزمایش مدل های رایانه ای شار ماگما پیدا کردند که به اعتقاد آنها می تواند تا بینش جدیدی را درباره فوران های گذشته نشان دهد و احتمالاً به پیش بینی موارد آینده کمک کند.

جنی سوکاله ، استادیار ژئوفیزیک در دانشکده زمین ، انرژی و علوم استنفورد گفت: “در واقع ، ما می توانیم ویژگی های کمی جریان را قبل از فوران از این داده های کریستالی استنباط کنیم و در مورد فرایندهایی که منجر به فوران بدون حفاری آتشفشان شده است ، یاد بگیریم.” محیط (استنفورد لند). “برای من ، این جام مقدس در آتشفشان شناسی است.”

بلورهای اندازه یک میلی متر پس از فوران آتشفشان Kilauea در سال 1959 در هاوایی در گدازه پیدا شدند. تجزیه و تحلیل کریستال ها نشان می دهد که آنها به یک الگوی عجیب اما شگفت آور سازگار جهت یافته اند ، که به گفته محققان استنفورد توسط موجی در ماگمای زیرزمینی تشکیل شده است که بر جهت بلورهای جریان تأثیر می گذارد. آنها برای اولین بار در یک مطالعه منتشر شده در ، این روند فیزیکی را شبیه سازی کردند پیشرفت علمی 4 دسامبر

سوکاله ، نویسنده ارشد این تحقیق ، گفت: “من همیشه شک داشته ام که این بلورها بسیار جالبتر و مهمتر از آنچه شایسته ما هستیم است.”

کار کارآگاهی

این یک برخورد اتفاقی بود که باعث شد ساکال سو on ظن عمل کند. وی وقتی به سخنرانی دانش آموزان استنفورد در مورد پلاستیک های میکرو در اقیانوس گوش می داد ، جایی که امواج می توانند باعث شوند ذرات غیر کروی الگویی سازگار از عدم انطباق را بگیرند ، بینش داشتند. ساكال سخنران و سپس دانشجوی دكتر میشل دی بندتو را استخدام كرد تا ببیند آیا این تئوری می تواند در جهت گیری های كریستالی عجیب و غریب كیلاوئه اعمال شود.

سوكاله گفت: “این نتیجه كار كارآگاه برای ارزیابی جزئیات به عنوان مهمترین شواهد است.”

تیم همراه با Zhipeng Qin ، دانشمند ژئوفیزیک ، بلورهای scoria را تجزیه و تحلیل کرد ، سنگی متخلخل و تاریک که هنگام خنک سازی ماگما حاوی گازهای محلول تشکیل می شود. هنگامی که آتشفشان فوران می کند ، ماگمای مایع – معروف به گدازه – پس از رسیدن به سطح – با سردتر شدن دمای جو شوکه می شود ، به سرعت در بلورها و حباب های الیوین طبیعی قرار می گیرد. این روند آنقدر سریع اتفاق می افتد که بلورها نمی توانند رشد کنند و به طور موثری اتفاق می افتد که در طول فوران اتفاق افتاده است.

شبیه سازی جدید براساس جهت گیری های کریستالی از Kilauea Iki ، یک دهانه گودال تا کالدرا اصلی در بالای آتشفشان Kilauea است. این یک پایه برای درک جریان کانال Kilauea ، کانال لوله ای است که از طریق آن ماگمای گرم در زیر سطح زمین و سطح زمین افزایش می یابد. از آنجا که پوسته می تواند چند صد فوت از آتشفشان منفجر شود ، جمع آوری این نمونه ها نسبتاً آسان است. DiBenedeto ، نویسنده اصلی این تحقیق و هم اکنون عضو فوق دکترا در م Oceanسسه اقیانوس شناسی Woods Hole ، گفت: “هیجان انگیز است که ما می توانیم از این فرآیندهای واقعاً بزرگ در درک این سیستم عظیم استفاده کنیم.”

گرفتن پشم

برای مایع ماندن ، مواد موجود در آتشفشان باید دائماً در حال حرکت باشند. تجزیه و تحلیل این تیم نشان داد که چینش عجیب کریستال ها در اثر حرکت ماگما به طور همزمان در دو جهت است که یک جریان مستقیماً بر روی جریان دیگر قرار دارد به جای اینکه از طریق لوله به یک جریان ثابت بریزد. پیش از این ، محققان حدس می زدند كه این اتفاق می افتد ، اما به گفته ساكیل ، عدم دسترسی مستقیم به خط لوله مذاب شواهد قانع كننده را منع می كند.

سوكاله گفت: “این داده ها برای پیشرفت تحقیقات آینده ما در مورد این خطرات مهم هستند ، زیرا اگر بتوانم موج را اندازه گیری كنم ، می توانم جریان ماگمایی را محدود كنم – و این بلورها به من اجازه می دهند تا به این موج برسم.”

مشاهده Kilauea از منظر خطر به دلیل فوران های غیر قابل پیش بینی آتشفشان فعال ، یک چالش ثابت است. به جای نشت مداوم گدازه ، به صورت دوره ای فوران می کند و منجر به جریان های گدازه ای می شود که ساکنان جنوب شرقی جزیره بزرگ هاوایی را تهدید می کند.

محققان گفتند ، ردیابی گمراهی کریستال در مراحل مختلف فوران های آینده Kilauea می تواند به دانشمندان اجازه دهد شرایط جریان خط لوله را با گذشت زمان تعیین کنند.

سوکاله گفت: “هیچ کس نمی داند که قسمت بعدی چه زمانی شروع می شود یا چقدر بد خواهد بود – و این همه به جزئیات پویایی خط لوله بستگی دارد.”

###

ساكال همچنین یكی از همكاران موسسه محیط زیست استنفورد وودز ، دستیار مجوز مهندسی عمران و محیط زیست و عضو م Instituteسسه مهندسی محاسبات و ریاضیات استنفورد (ICME) است.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.


منبع: kolah-news.ir

دسته‌بندی نشده

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*