实验室和现场测量显示,由于湍流,这些滑坡内形成高压脉冲,称为火山碎屑流。研究人员于12月15日在NatureCommunications上报告说,这些压力可能比危害评估通常假设的要强大得多,也更具破坏性。

岩石和气体的火山崩解可能比以前想象的更具破坏性

“这不是一个小差异,”新西兰北帕默斯顿梅西大学的火山学家GertLube说。他说,传统的危害评估可能表明一定的流量只会让窗户爆裂,“但实际上,压力非常大,它们会撞倒建筑物的墙壁。”

火山碎屑流是最致命的火山灾害(SN:6/5/18),部分原因是它们产生的压力。由于它们的猛烈性质,研究人员通常必须根据对过去水流留下的地质沉积物的测量,使用计算机模拟来估计水流中的平均障碍物粉碎压力。

为了直接研究这些自然力的内部运作,Lube及其同事在实验中再现了较小版本的流动,测量了粒子速度、流动密度和温度等破坏性因素。这让团队可以计算流体内部的压力。研究人员还分析了2019年收集的首次自然流压力测量值,当时火山碎屑流从Whakaari火山爆发并吞没了一组次声传感器(SN:6/18/21)。

令研究人员惊讶的是,随着火山颗粒聚集成级联波和一连串滚动的漩涡,流动中的压力有节奏地振荡。Lube说,这些压力脉冲会连续破坏障碍物,就像手提钻的打击一样。脉冲有时比传统危险测量模拟通常建议的平均压力估计值高出三倍以上。

Lube说,许多灾害评估可能大大低估了火山碎屑流的破坏性。“这是一个很大的警钟。”