火神居住的这座火山,会吐超音速的“烟圈”

in #nature3 months ago

意大利的埃特纳火山可能是世界上最爱抽烟的火山。在2024年的4月5日,它又吐了一整天的烟圈。

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埃特纳火山会时不时表演一下这个绝活,它产生的烟圈比世界上任何同类都要多;最近它吐得尤其开心,一小时就能喷出几十个。这些烟圈白净漂亮,在空中一边漂移一边翻卷,与人们印象中“火山灰遮天蔽日”的景象大相径庭。

五十万年前,一股岩浆从海底喷涌而出,它们在海水中翻滚、冷却、叠加,埃特纳火山便从这小小的熔岩堆开始生长,最终形成了三千多米高的庞大身躯。罗马神话中,这座山下住着火与锻造之神伏尔甘(Vulcan),他的铁匠铺里每天火花四溅,一打就是几千年。

在高达1200℃的玄武岩浆里开一家铁匠铺的可能性实在太小;要喷出如此这么大烟圈,也需要一张人类不可能具有的大嘴。但它们是怎么来的呢?

仔细查看过“烟圈”的形状和颜色后,地质学家发现这些像巨型水母一样在空中飘啊飘的“烟圈”其实相当干净,主要成分是水蒸气,而不是脏兮兮的烟灰。

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地质学家们又细细盘点了全球各个活火山口的热成像仪数据,发现这些“烟圈”刚形成时的温度和岩浆表面几乎一致,一旦上升又会迅速变冷,说明它们是从岩浆中产生的。

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如果你喜爱动手,这里有两个低配版的空气炮体验方法:

将矿泉水瓶剪开,在剪口处蒙一层气球皮,将烟小心翼翼地灌进瓶中,接下来只要轻轻拍打气球皮,就能看到飞出的烟圈了。

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还有一个手工含量为零的办法:找一个柔软的矿泉水瓶,将瓶盖拧松,再用力拧瓶身,直到拧不动为止。最后,用大拇指快速将瓶盖旋开。如果顺利的话,你可以看到瓶盖迅速飞出,水蒸气也会因为突然的压强变化而变成肉眼可见的白雾。这种办法看不见涡环,当个廉价版的空气炮倒是绰绰有余。

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或许我们很难直观地将这一团模糊的水雾与喷气发动机联系起来,就像海豚无法理解它吐着玩的气泡圈和原子弹的云尘有着相同的成因。

当瓶盖飞出时,它与遥远的埃特纳火山有了一瞬的重合:相同的规律可以驱动瓶盖,也能让火山弹一飞冲天。我们可以利用涡环创造出空气炮,也可以通过研究它让飞机更稳当。

大自然从不吝于隐藏规律。

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