火山要噴發，那得看岩漿房裡有多少貨

確定什麼能使岩漿到達地表，什麼能控制火山產出的數量和速度，對評估火山災害具有深遠的意義。

來自美國俄勒岡大學地球科學系的梅雷迪思·湯森等人提出了一個耦合岩漿房-岩脈系統的模型，以研究引發火山噴發所需的條件，並確定控制噴發規模的因素。相關成果近日發表在《地質學》雜誌。

研究發現，火山岩牆生長和噴發有多種機制。例如岩漿房的體積在臨界尺度以下，由於岩漿到達地表之前，岩漿的壓力就下降到與周圍岩石相同的狀態，岩漿就不能形成噴發，從而形成岩牆。岩漿房的體積達到一定規模以上，岩漿很容易到達地表，形成火山噴發，噴發量取決於岩漿房的屬性，如岩漿的含水量、化學成分、壓力等。

此外，火山噴發的速率、類型和大小，還受地殼壓力、連接岩漿房與地表的管道及上升動力學影響。

湯森等人提出的耦合模型，結合了岩牆擴展力學和內腔動力學等要素，包括結晶作用、揮發出溶作用，以及岩漿和周圍地殼對內腔壓力變化的響應。

融合岩漿含水量、岩漿房深度和初始壓強等因素，耦合模型顯示，岩漿要形成噴發的臨界體積在0.01立方千米到10立方千米之間。模型結果可以與火山現場觀測的噴發體積、壓力、晶體形態和揮發分含量等數據相結合，從而測算更準確的可噴發岩漿房大小。

例如智利的拉古納德莫勒火山，其噴發量為0.1–1 立方千米，結合噴發產物含水量情況，根據模型推斷的其初始岩漿房的大小為5-20 立方千米之間，與其他學者通過重力測量得出的估計值一致。

湯森等人指出，火山爆發所需的臨界岩漿房大小的存在，引發了關於火山如何發展的問題。該模型可以更廣泛地應用於理解岩漿內部岩脈過程對岩脈幾何形狀和傳播速率的影響。隨著岩漿房的冷卻和化學演化，岩漿的密度、粘度等都會發生變化，進而影響岩脈的傳播方向和速度。

相關論文信息：https://doi.org/10.1130/G47045.1