科学家发现，火山内部的 剪切力 会促使气体在岩浆通道深处形成气泡并汇集，从而形成气体逃逸的通道。这个过程就像一个“泄压阀”，能够释放压力，解释了为什么一些富含气体且粘稠的岩浆会缓慢流出，而不是发生剧烈爆炸。这一新见解有助于改进火山活动模型，更准确地预测喷发风险。
一个长期存在的火山谜题
传统观点认为，富含气泡的岩浆在上升时，压力会迅速降低，导致其像打开的香槟一样猛烈喷发。然而，历史上一些著名的火山活动并不符合这种模式。
- 智利的 Quizapu 火山: 在 1846 至 1847 年间，它平缓地流出了南美洲有记录以来最大的熔岩流之一。
- 美国的圣海伦火山: 在 1980 年大爆发前的几个月，充满气体的岩浆并没有爆炸，而是在火山口内部缓慢流动。最终的猛烈喷发是由一场地震和山体滑坡引发的。
这些案例表明，一定存在某种机制，能让本应爆炸的岩浆“冷静”下来。
新发现：深处的“压力释放阀”
研究人员发现，关键在于气泡在岩浆通道中的形成位置。并非所有气泡都在岩浆接近地表时才出现。
在某些情况下，气泡可以在岩浆从地下深处向上涌出的通道（即“导管”）中提前形成。当这些气泡在深处产生时，它们可以相互合并，形成一个网络状的通道。这个通道就像一个天然的排气系统，让气体在压力积累到危险水平之前提前逸出。
“因此，我们可以解释为什么一些粘性岩浆尽管气体含量很高，却会平缓地流出而不是爆炸——这个谜题已经困扰了我们很长时间。” — Olivier Bachmann，苏黎世联邦理工学院火山学家
核心机制：剪切力的作用
这种深层气泡的形成是由 剪切力 驱动的。我们可以用一个简单的例子来理解这个过程：
- 想象一下搅拌一罐蜂蜜。靠近罐壁的蜂蜜因为摩擦力大而移动得慢，而中心的蜂蜜移动得快。
- 火山导管中的岩浆也是如此。靠近导管壁的岩浆流动缓慢，而中心的岩浆流动较快。
- 这种速度差异会对岩浆产生一种“揉捏”效应，从而在导管深处“挤出”溶解在岩浆中的气体，形成气泡。
科学家通过在实验室中模拟这一过程，用一种模仿熔岩的粘稠液体和二氧化碳气体，证实了剪切力确实能够促使气泡提前形成。
对火山预测的意义
这一发现对于火山灾害评估至关重要。研究团队希望未来的火山活动模型能更好地整合 剪切力 的影响。通过更全面地理解岩浆内部的物理过程，科学家将能够更清晰地描绘火山的潜在危险，从而做出更准确的喷发风险预测。