【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】一项新的研究表明，监测听不清的低频率，被称作是一种活火山产生的次声波，可以提高对重大的潜在致命喷发的预测。来自斯坦福大学和博伊西州立大学的科学家分析了位于智利南部的维拉里卡火山山坡上的监测站检测到的次声，这是世界上最活跃的火山之一。这一独特的声音来自火山顶部火山口熔岩湖的翻滚，以及火山活动的变化。该研究表明，这一声音的变化预示着湖泊水位的突然上升，以及在2015年火山爆发之前，在火山口边缘急速上升的湖泊的运动。研究人员说，实时追踪次声波，并将其与其他数据(如地震读数和气体排放)进行整合，可能有助于提醒附近的居民和游客，一座火山即将炸开它的烟囱。
Villarica火山的鸟瞰图，图片版权：Iain and Sarah/Creative Commons
研究报告的作者之一、美国斯坦福大学地球、能源与环境科学学院地球物理学系副教授、埃里克·邓纳姆实验室的研究生Leighton Watson说：研究结果表明，次声辐射可以帮助预测火山爆发，Infrasound可能是火山学家提供的一项重要信息，以判断未来几小时或几天内爆发的可能性。这项研究发表在2月14日的《地球物理研究快报》杂志上，由爱达荷州博伊西州立大学的地球物理学副教授杰弗里·约翰逊领导。维拉里卡山风景如画，海拔9300英尺。这座山顶上的雪山耸立在一个湖上，对面是普康市，在夏季旅游旺季，这个城市的居民人数达到了25万人。晚上普康的居民经常可以看到来自维拉里卡火山熔岩湖的鲜红色光芒，通常隐藏在火山边缘之下。
自20世纪80年代中期上次火山爆发以来，维拉里卡的宁静号在2015年3月3日凌晨结束。火山喷发的岩浆从山顶向天空发射了近一英里，喷出火山灰和碎片，并引发了笼罩在山顶上的厚热云层的闪电。大约有4000人撤离了该地区。然而这次火山爆发的时间很短，而且有泥石流和融化的积雪造成的洪水的风险，撤离人员很快就返回了他们的家园。来自智利康塞普西翁大学(University of Concepcion)的何塞·帕尔马(Jose Palma)在2015年活动前两个月在维拉里卡建立了次声监测站，并在其前后进行了声学活动。研究人员在研究这些数据时发现，在火山爆发的过程中，次声的音高会增加，而信号的持续时间则会降低。
飞机上记录了维拉里卡火山熔岩湖的变化，让研究人员可以探索它的高度和声音产生之间的联系。沃森提供了一个音乐类比来解释这种关系。类似于吹进长号的人，从气泡上升到熔岩湖表面爆炸产生声波。正如长号的形状可以改变它所产生的音符的音调一样，支撑熔岩湖的火山口的几何形状也能调节它的声音。当熔岩湖位于火山口深处时，声音会以更低的音调或频率出现——“就像伸缩长号一样。当熔岩湖在火山口上升时，可能预示着火山爆发，声音的音调或频率就会增加，就像当长号被收回时一样、。
预测的标志
未来的研究将寻求在火山监测和火山喷发预测(如地震活动)中与其他关键变量联系在一起。在火山爆发之前，地震和小地震的地震活动几乎总是在增加。这种地震活动从地下几英里处喷发出来，岩浆穿过火山的“管道系统”，裂缝和管道连接着火山向我们星球地壳的岩浆库开放。火山学家认为熔岩湖水平的变化——以及随之而来的次声波——是通过火山管道注入新岩浆的结果，增加了爆发暴力的可能性。通过这种方式，次声的收集应该有利于在“露天”火山上进行预测，比如维拉里卡火山，在那里一个裸露的湖泊或熔岩通道将火山内部的内部连接到大气中。
然而封闭的火山口喷发的岩浆仍然被困在岩石下，直到发生爆炸，不能产生同样的次声，从而带来额外的预测挑战。位于华盛顿州西南部的圣海伦斯火山是一个封闭的通气火山的例子，它在1980年的喷发仍然是美国历史上最具毁灭性和破坏性的喷发。火山是复杂的，目前没有普遍适用的预测火山爆发的方法，很可能永远不会有。相反可以看到更多的火山活动的迹象，如地震、气体排放、地面变形，以及我们在这次研究中进一步论证的，为了对火山爆发做出强有力的预测。
知识：科学无国界，博科园-科学科普
参考：地球物理研究快报
内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：斯坦福大学
编译：卿君侧
审校：博科园
解答：本文知识疑问可于评论区留言
传播：博科园
