图1 2012年拍摄的埃里伯斯火山熔岩湖照片，当时熔岩湖大约30米宽。
凤凰科技讯 北京时间4月25日消息，美国生活科学网站报道，在南极洲埃里伯斯火山，一个长久存在的熔岩湖不断的冒着蒸汽，时不时向附近测量火山斜坡的科学家们喷射熔岩炸弹——一种飞行的熔岩块。“我们认为熔岩湖位于岩浆房顶端，因此通过研究熔岩湖我们可以一窥火山内部情况。”美国新墨西哥州索科鲁新墨西哥科技大学的火山学家菲利普·凯尔（Philip Kyle）这样说道。自20世纪60年代晚期凯尔就开始研究埃里伯斯火山。
埃里伯斯火山自20世纪70年代起就一直非常活跃。在过去的40多年间，像凯尔这样的研究人员在南极洲短暂的夏天已经攀爬了3794米的峰值，安装一系列检测设备，这使得埃里伯斯火山成为世界上最被密切观察的火山之一。
图2 埃里伯斯火山岩浆湖喷发的热成像图片
过去的几十年里，科学家们每年夏天会来到埃里伯斯火山并留在这里几周的时间收集宝贵数据。其中一项令人惊叹的发现是熔岩湖就像一头沉睡的巨龙一样，规律性的肿胀和搅动。“我想说埃里伯斯火山在自由均匀的呼吸，但别人批评我说埃里伯斯火山只是在呼气。”
凯尔的合作作者、英国剑桥大学的火山学家克莱夫·奥本海默（Clive Oppenheimer）几年前首次注意到熔岩湖具有一种规律性的特征。全部的气体量——主要是相同量的二氧化碳和水，夹杂着少量二氧化硫和氯化氢——以10分钟为周期规律涨落。气体的组成成分也会以相同的周期发生转变。
然而，短暂的夏季研究意味着科学家们无法确定这个现象是否只发生在夏季，沉睡的巨龙可能也会在冬天苏醒。
而现在，尽管气候恶劣，火山上已经全年安装了各种设备，从地震监测器到红外照相机。这些设备还能够追踪火山表面的突起和下沉，调查地下的岩浆活动，监听次声波并嗅探逃逸到空气里的气体。这使得科学家们证实了这种循环在全年范围内都持续进行，周期从5分钟到18分钟不等，这项研究被发表在2014年的期刊《地球与行星科学快报》上。
“这种特性非常恒定，这对火山来说是非常罕见的。”研究首席作者、英国剑桥大学地球物理学家尼尔·彼得斯（ Nial Peters）这样说道。最新的研究还发现了熔岩湖其它有趣的特性。例如，在10分钟的气体循环期间，熔岩湖的表面会升起或降落2-3米。湖面冷却的岩浆会破裂并向外流动，移动速率和波动的气体相一致。
图3 埃里伯斯火山远景
熔岩湖非常罕见，因为火山必须持续的向表面供应岩浆。目前地球上只有四个长久存在的熔岩湖，分别位于埃里伯斯火山、
夏威夷基拉韦厄火山、埃塞俄比亚去尔塔阿雷火山和刚果民主共和国尼拉贡戈火山。
埃里伯斯火山的岩浆类型是一种非常罕见，名为响岩，它的粘性是夏威夷奇劳威亚火山和埃塞俄比亚去尔塔阿雷火山的玄武岩的100倍。埃里伯斯火山是唯一一个具有响岩岩浆的活跃火山，它的“双胞胎兄弟”位于东非大裂谷的吉力马札罗山。两者都是从裂缝升起的非常陡峭的圆锥形响岩火山。从位于南极海岸的麦克默多站和新西兰斯科特基地都可以看到埃里伯斯火山。
对埃里伯斯火山熔岩湖进行的长期观测是非常宝贵的研究，它们提供了一实时监测岩浆系统的窗口，美国地质调查局夏威夷火山观测台的火山学家马特·帕特里克（Matt Patrick）这样说道，他并没有参与这项研究。 “彼得斯的研究数据获得表明对活跃熔岩湖的详细观察迈出了重大一步，这归因于他们对熔岩湖活动进行的独特的细节研究。”
在获得了大量数据后，埃里伯斯研究小组的成员准备实现下一个重大目标：解释火山活动的工作原理。当熔岩湖出现巨大的气体泡沫并爆破时，火山就爆发了，将大量岩浆喷射至周围斜坡上。有些火山的熔岩炸弹大小相当于公交车。埃里伯斯火山喷出物的组成成分有所不同，调查人员认为这种差异意味着发射熔岩炸弹的气泡来自于火山更深处。对上层和低层火山喷流物的电脑建模将帮助解释这些奇特的行为，并提供其他火山内部工作原理的新见解，彼得斯说道。
然而，科学家们仍面临一些困难。“本质上来说，我们尚未获得岩浆所有的可测量的特性。”彼得斯说道。即使是岩浆温度数值也只是我们的猜想——我们从未对其直接进行测量，部分原因在于这个熔岩湖位于100米深的陨石坑内。（编译/严炎刘星）
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