埃特纳火山，位于西西里岛，是欧洲最活跃的火山，也是一个自然实验室，用于理解引发最猛烈喷发的机制。
由康奈尔大学主导的研究，联合哥伦比亚大学和夏威夷大学，分析了相隔数千年的两个爆炸事件，揭示了岩浆气体的变化——水和二氧化碳——如何决定喷发是在几小时内发生还是在数周的滞留后发生。
同一火山的两种喷发风格
- 公元前122年的普林尼喷发：岩浆从22公里深处上升，并在地表下2至5公里处滞留数周。气体缓慢逸出和晶体的形成使岩浆变得更粘稠，积累压力直到突然爆炸，将灰烬喷至26公里以上的高度，覆盖了西西里岛530平方公里。
- 分层坠落事件：发生在4000年前，岩浆保持在更深的深度（24-30公里），具有高水平的CO₂。气体的压力导致以17.5米/秒的速度快速上升，并在短短几小时内发生爆炸性喷发，没有表面滞留阶段。
气体的作用
教授埃斯特班·加泽尔解释说，埃特纳火山是少数几个水和二氧化碳竞争控制喷发的火山之一：
- 当CO₂占主导时，爆炸迅速发生并从深处开始。
- 当水占主导时，过程变慢并集中在接近地表的水平。
这些发现表明，同一座火山可以根据岩浆的气体成分产生非常不同的喷发。
最新技术
该研究使用先进的方法分析了被困在橄榄石晶体中的微小气泡：
- 拉曼光谱：用于测量CO₂的密度，并计算喷发前岩浆的压力和深度。
- 岩浆包裹体：晶体内的小袋，含有熔岩或气体的残留物，是重建岩浆历史的关键。
- 物理和化学模型：估算了原始的水和CO₂的量以及在地壳中的储存条件。
对火山预测的影响
理解气体如何影响埃特纳火山的爆炸性对火山风险评估有直接影响：
- 改善居住区的早期预警系统。
- 允许创建更精确的模型以预测其他活火山的喷发。
- 这些技术已经在智利、夏威夷和其他国家的火山中应用，旨在构建全球预测模型。
研究表明，埃特纳火山的爆炸性取决于岩浆中存在的水和二氧化碳。这种双重性解释了为什么同一座火山可以产生缓慢滞留的喷发或快速深层的爆炸。
该研究不仅提供了关于西西里的关键信息，还为改善全球火山风险准备工作打开了大门。
