上個(gè)月初，有人看見意大利埃特納火山吐出一個(gè)個(gè)“煙圈”，飄向西西里島。

這幾個(gè)“煙圈”呈現(xiàn)出白色的圓圈狀，在天空中搖晃得像一只小水母。

這一“煙圈”被火山學(xué)家稱為火山渦環(huán)。它們的水蒸氣是主要成分，還有一些其它氣體，如二氧化硫和二氧化碳。

一股熱流從火山口涌出，碰到上面的冷空氣，就會(huì)使水蒸氣凝結(jié)。。它們本身是無色的，但是當(dāng)它們凝結(jié)到一定程度時(shí)，它們就會(huì)變成白色，我們可以看到。

一位火山學(xué)家說，這些小圓環(huán)來自埃特納火山東南火山口的一個(gè)新開口。 首先，它噴出一縷縷發(fā)光的氣體，第二天就開始產(chǎn)生大量的圓環(huán)。

要形成這種又圓又白的火山渦環(huán)并不容易。

第一，對火山來說，要形成這樣一個(gè)完美的環(huán)，火山口必須很圓才行。

另外，天氣條件也很重要，如果有強(qiáng)風(fēng)也許不能形成火山渦環(huán)，當(dāng)天氣很平靜的時(shí)候，這些渦環(huán)可以在空中懸掛幾分鐘。

真正令人困惑的是火山內(nèi)部這一點(diǎn)。“一股熱流”從何而來？以及，為何有些火山可以吐煙圈，有些則不能？為何有時(shí)候一座火山能吐出很多煙圈，有時(shí)候卻沒有？ 所有這些問題都很難回答。

一直到去年(2023年)，科學(xué)家們終于通過計(jì)算機(jī)模型對火山內(nèi)部進(jìn)行了大致的模擬。

其中一位科學(xué)家是來自意大利的火山學(xué)家西蒙娜·斯科洛。（Simona Scollo），他說，火山渦環(huán)的形成機(jī)制有點(diǎn)像海豚吐泡泡。

海豚會(huì)先去水面深吸一口氣，然后用嘴或氣孔把氣推出去，在壓力的作用下形成一個(gè)環(huán)。

在火山渦環(huán)出現(xiàn)的前幾分鐘，科學(xué)家們通過熱成像攝像機(jī)觀察到，一股熱水蒸氣以極快的速度從火山口噴出。，隨后水蒸汽沿著火山口的邊緣向外卷起，形成管狀渦環(huán)。。

渦輪中心部分以較高的速度被推出火山口，拖著渦輪向上飄動(dòng)。隨著水蒸氣的凝結(jié)，渦環(huán)也變得越來越清晰。

科學(xué)家們認(rèn)為，通過模擬氣團(tuán)來自火山通道深處巖漿中的小氣泡。。小氣泡聚集在一起，形成更多的加壓氣團(tuán)，與周圍的巖漿一起上升。

當(dāng)巖漿帶氣泡來到出口附近時(shí)，會(huì)出現(xiàn)兩種情況。第一種是巖漿通道上方有一個(gè)開口，第二種是巖漿通道上方被之前冷卻凝固的巖漿堵塞。

巖漿內(nèi)部的加壓氣團(tuán)與開口通道內(nèi)的外部大氣之間存在壓差，這將使巖漿內(nèi)部的加壓氣團(tuán)與外部大氣產(chǎn)生壓差。頂破上面薄薄的巖漿層，小小的爆發(fā)。想象一下煮粥時(shí)表面上那些“噗”的小氣泡并不難。

在堵塞的通道中，氣體會(huì)聚集在凝固的巖漿“瓶塞”下面。如果下面有氣泡，氣壓會(huì)進(jìn)一步增加。在這種情況下，突然爆炸可能會(huì)發(fā)生。，氣能把瓶塞頂起來，或把瓶塞打碎。

通道上方的這兩種情況會(huì)產(chǎn)生非?？焖傧蛏系臍饬?，以滿足形成火山渦環(huán)的條件。第一種情況很容易理解。第二種情況，如果瓶塞破了，可以讓出氣體。

盡管聽起來有點(diǎn)危險(xiǎn)，但科學(xué)家們說煙圈的火山?jīng)]有爆發(fā)的危險(xiǎn)。。

埃特納火山爆發(fā)了幾十次，最猛烈的一次發(fā)生在1669年。熔巖流摧毀了山坡下的十幾個(gè)村莊。每個(gè)人都在村子頂部挖了一條運(yùn)河，試圖帶走熔巖流。這可能是人類歷史上第一次成功轉(zhuǎn)移熔巖流。

然而，這次埃特納火山爆發(fā)的可能性并不大，火山學(xué)家說降低了火山排氣爆發(fā)的可能性，假如最后噴發(fā)，也只會(huì)噴出幾股火山灰，或許還有一點(diǎn)巖漿，但是沒有任何毀滅性。

所以人們可以放心地遠(yuǎn)遠(yuǎn)地欣賞火山吐煙圈，畢竟這種情況并不常見。

參考資料

[1]https://www.straitstimes.com/world/europe/italy-s-mount-etna-recorded-blowing-smoke-rings-into-the-sky-in-rare-occurrence?close=true

[2]https://www.smithsonianmag.com/smart-news/mount-etna-puffs-smoke-rings-into-the-sky-180984120/

[3]https://www.nytimes.com/2024/04/09/world/europe/smoke-rings-italy-volcano.html?auth=login-google1tap&login=google1tap

[4]https://www.nature.com/articles/s41598-022-26435-0

[5]https://www.britannica.com/place/Mount-Etna

本文來自微信微信官方賬號“把科學(xué)帶回家”（ID：steamforkids），作者：Ziv，審校：Cloud，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。

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