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科学新闻:照片可以增进对火山过程的了解

更新时间:2021-10-21 11:48:22

导读 如今,家长非常关注科学教育,国内外的科学教育都成为了很多家长关注的问题。既然现在大家都很关注科学教育,边肖今天就给大家推荐一些与科

如今,家长非常关注科学教育,国内外的科学教育都成为了很多家长关注的问题。既然现在大家都很关注科学教育,边肖今天就给大家推荐一些与科学教育相关的文章分享一下。如果你感兴趣,你可以仔细阅读以下内容。火山的形状和火山口提供了关于火山形成和喷发历史的重要信息。摄影在摄影测量中的应用表明了将形状变化与火山背景和喷发活动联系起来的前景和实用性。

大爆发期间的火山形状变化(形状)可以量化,但背景火山活动(表现为小体积爆炸和火山口壁塌陷)也会引起形状变化,因此无法很好地量化。

宾夕法尼亚州立大学的一个研究小组研究了尼加拉瓜西部的一座活火山Terlica火山,以观察和量化与背景和喷发活动有关的小规模火山口变化。地质学家认为,Telica由于其高地震活动性和火山脱气而“持续”活跃,其喷发时间不到10年。

该团队利用火山口的直接观测、1994年至2017年的摄影观测以及2011年至2017年采集的照片的摄影测量技术,分析了山顶火山口形成和喷发过程中Telica的变化。他们使用摄影测量技术“移动结构”(SfM)从2D图像中构建3D模型。他们还使用点云差分法(一种测量照片采样周期之间变化的方法)来比较三维模型,从而定量评估陨石坑形态的变化。他们报告了他们在地球化学、地球物理学和地球系统方面的成果。

这项研究的主要作者凯西汉纳根说:“陨石坑的照片是作为多学科研究的一部分拍摄的,目的是研究特利卡的持续活动。”“从我们的合作伙伴那里收集的图像被用来观察火山口的特征,例如火山口中气体注入孔的位置和数量,或者火山的脱气区域。对于有足够照片的时间段,使用SfM创建弹坑的3D模型。然后,我们可以比较不同时期的三维模型,以量化变化。”

利用从SfM和点云差异导出的3D模型,该团队可以量化陨石坑如何随时间变化。

宾夕法尼亚州立大学地球科学系地球科学副教授Peter La Femina说:“我们可以通过肉眼观察照片来看到变化,但通过使用SfM,我们可以量化Telica发生了多少变化。”“这是在相对较长的一段时间(近十年)内,最早研究与背景和喷发活动有关的陨石坑形态变化的研究之一。”

然后,将Telica的形态变化与喷发时间进行对比,研究火山口的形成和喷发过程。

当压力超过临界点时,火山爆发。在泰利卡,触发疫情的两种机制已经被假设。这些都是地下热液系统中广泛的矿化作用,由于山体滑坡和岩石从火山口壁落下,封闭了系统,明显堵塞了通气孔。研究人员说,这两种机制都可能导致压力增加,然后喷发。

汉纳根说:“一个问题是,覆盖陨石坑底部的通风口是否会导致压力积累,如果通风口完全密封,是否会导致压力爆炸释放?”

将点云的差异结果与照相观测结果进行对比,表明火山口壁的废弃造成的喷口充填不可能是火山系统喷发前闭合的主要机制。

La Femina说:“我们发现陨石坑壁上的物质确实落在了陨石坑底部,从而填满了陨石坑。”“但是,与此同时,我们仍然看到活跃的气体喷口,它们是陨石坑壁上的喷口,高温气体和蒸汽在那里散发。即使火山口壁的距骨覆盖了喷口,喷口仍然是活跃的。这说明至少深部岩浆热液系统没有被滑坡直接封闭。”

研究人员进一步指出,陨石坑壁物质的坍塌在空间上与脱气的集中位置有关,小喷发将下落的物质吹离陨石坑底部。他们认为,这些变化保持了火山口的形状,类似于山顶上的其他火山口,这些火山口是通过坍塌到一个疏散的岩浆室中形成的。

La Femina说:“我们发现,在爆炸过程中,泰利卡从弹坑壁上扔掉了许多材料。”“在没有岩浆喷发的情况下,火山口是由火山口壁塌陷的背景过程形成的,而喷口活跃的区域优先塌陷。”

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