发布时间：2024-07-12 15:33:11 栏目：精选百科
数百万人居住在活火山附近，这些火山不断受到监控，以防火山喷发。当火山喷发时，科学家和政府依靠数据来估计可能造成的损害程度，为疏散计划和灾难应对工作提供信息。不幸的是，火山喷发的性质意味着收集有关火山喷发的数据有时与组织应对行动一样具有挑战性。
在美国物理联合会出版的《科学仪器评论》中，布法罗大学的研究人员开发了一种测量熔岩粘度的工具，这可以增进我们对熔岩的了解，并更好地改进其运动模型，为当局保障人们的安全提供重要指导。
对于熔岩等流体，粘度是衡量其流动速度的指标。低粘度流体像水一样流动，而高粘度流体则更像糖蜜。当火山喷发靠近人类建筑时，粘度测量可以告诉急救人员他们有多少时间做出反应，而目前的方法往往不够充分。
作者马丁·哈里斯说：“在冰岛或夏威夷等地，熔岩喷发相当频繁，对道路和社区等基础设施造成影响，因此无法确定熔岩可能流向何处以及流向那里的速度。”
哈里斯认为，问题在于粘度测量几乎总是在实验室中进行。这使得实验更容易、更安全，但总是缺少一个关键部分。
“当熔岩从火山喷发时，许多不同的气体会以气泡的形式被困在熔岩中，”哈里斯说。“当我们在实验室进行测量时，我们无法将气体放回熔岩中。因此，我们测量的只是熔岩的一种表现形式，没有包含所有不同的成分，我们错过了一些影响熔岩流动的因素。”
唯一的解决方案是在现场进行测量。然而，这本身就带来了一系列挑战。熔岩的现场粘度测量可以追溯到近一个世纪前，但并没有取得多大成功。过去的许多尝试都是将金属棒插入熔岩中，用手或弹簧活塞推动，甚至像长矛一样射入熔岩中，以估计流动的粘度。
布法罗大学的研究团队保留了经典的金属棒，并将其连接到测力计上，以便进行精确测量。他们将其与第二根杆连接起来，以测量位移，并将整个仪器设计得既轻便到可以手持，又足够耐用，可以在火山环境中使用。
在完成该装置后，研究团队在冰岛一座活火山的旅途中对其进行了测试。
“我们花了近两周时间，到达利特利-赫鲁图尔火山喷发地附近的不同地点，”哈里斯说。“我们在非常紧张的环境下工作了很长时间，但我认为，最后，我们都对自己所做的工作感到非常满意。”
在实地试验中，研究人员在不同地点和不同时间收集了数十次熔岩测量数据。他们说，这类数据至关重要，因为它不仅显示了熔岩在某一时刻的状态，还显示了它在扩散和冷却过程中的演变情况。
“这是人们第一次对熔岩的不同横断面进行测量，”哈里斯说。“这台仪器真正令人兴奋的地方在于，我们能够显示熔岩的物理特性随时间和空间的变化。”
研究团队希望进一步完善他们的仪器，并将其提供给世界各地的火山研究小组和监测站。
免责声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！
