机器人向海底火山进军

你见过水火完全交融的奇特景象吗?那得到大海深处去观察。大海深处并不总是风平浪静,在海水巨大压力的"压迫"下,海底火山往往比陆地上的火山更加活跃。但是,迄今为止,没有人真正看到过深海火山爆发的场景。最近,美国的一个水下机器人拍摄到海底火山爆发时的场景,让我们也能有幸通过画面看到水火完全交融的壮观景象。     

机器人向海底火山进军

你见过水火完全交融的奇特景象吗？那得到大海深处去观察。大海深处并不总是风平浪静,在海水巨大压力的“压迫”下。海底火山往往比陆地上的火山更加活跃。但是,迄今为止,没有人真正看到过深海火山爆发的场景。最近,美国的一个水下机器人拍摄到海底火山爆发时的场景,让我们也能有幸通过画面看到水火完全交融的壮观景象。     

海底火山

海底火山环 如果你在浅海海域看到莫名升腾的气流或岩石碎屑,那多半就是海底火山在爆发.一般说来,更多的海底火山爆发发生在深海海域,那里分布着众多的海底火山.大陆板块漂移学说认为,地球表层是由若干块处于不断运动中的板块覆盖形成的,板块之下是部分熔化的岩浆.     

神奇的海底火山世界

深海火山 几年前,美国地质学家和生物学家在太平洋加拉帕戈斯岛以东进行了一次探险活动,他们在2500米的海底发现了一个深海火山口,这是科学家们发现的第一座深海火山,在此之前,人们对此还一无所知。这座火山位于海底山脉的顶部,已生存了数百年。此后,科学家们在太平洋和大西洋又陆陆续续地发现了几十座深海火山。深海火山一般呈丛群状,由大大小小几十个管状     

超级火山威力非凡

最新研究表明,这座距今75000年前爆发的火山只可能是超级火山.超级火山爆发的威力空前,在短短数日之内,可以倾泻至少240立方千米的岩浆,在有史以来的1000多次火山爆发的纪录中,没有能与之匹敌的,即使是20世纪规模最大的火山喷发--1982年的圣海伦斯火山爆发--也无法与超级火山爆发相提并论.提到圣海伦斯火山,许多人还心有余悸.火山爆发产生的火山灰柱耸入云霄.据统计,这次可怕的爆发释放的岩浆容积不过才1立方千米.假如类似多巴湖的超级火山在现代喷发,恐怕人类就将"品尝"世界末日降临的滋味了.     

海底火山大爆发

2009年3月15日，汤加群岛附近海域的一座海底火山爆发，把由大量烟雾、蒸气和尘埃组成的火山云喷射到南太平洋上空1000米以上，海底还发生了里氏7.9级大地震，但暂时还没有人类、鱼类及其他动物受到影响的报告，靠近翻滚海水的沿岸村庄也未出现危机。     

深海秘境——深处的爆发

正是利用无人驾驶深海探测器，2006年4月，一个由日本和美国的研究人员组成的科研小组，对太平洋海底的一欢火山爆发进行了两三米范围内的近距离拍摄，取得了迄今最为清晰的图像。这是人类首次在如此近的距离拍摄水下火山爆发情景。     

追踪边缘海的生命史:“南海深部计划”的科学目标

国家自然科学基金重大研究计划"南海深部过程演变"简称"南海深部计划",于2011年年初启动,是我国海洋科学第一个大规模的基础研究项目.它以"构建边缘海的生命史"为主题,从现代过程和地质记录入手,解剖一个边缘海的发育史,从深海盆演化、深海沉积、生物地球化学过程3方面开展研究.在海盆演化方面,要利用现代技术重新测定南海磁异常条带,探测深部结构,争取钻探大洋壳,系统研究火山链;在深海沉积方面,要观测现代深部海流和海底沉积过程,实现深海过程研究的古今衔接,从深海沉积中提取边缘海古海洋学演变的信息;在生物地球化学方面,采用包括深潜探测在内的各种手段,认识海底溢出流体与井下流体的分布与影响,揭示微型生物在深海碳循环中的作用.与开放大洋和其他边缘海相比,南海具有研究海盆生命史的一系列优势;同时,南海的研究还将为理解亚洲和太平洋相互作用的变化提供无可替代的重要信息.     

世界最深的深海热液口

科学家们正在解开世界上最深的深海火山热液口的未知之谜．它位于加勒比海海底裂谷下5公里处。     

搅动半个地球的汤加海底火山

巨大的蘑菇云从海面上迅速升腾而起,海底火山爆发产生的冲击波响彻天空.虽然许多汤加入之前就有火山爆发的心理准备,但他们没有想到这次的火山爆发会如此突然,如此猛烈……     

正在喷发

圣海伦斯火山 位于美国华盛顿州境内的圣海伦斯火山,曾经拥有令人惊叹的对称锥体外形,长久以来一直享有"美国的富土山"的称号.然而,1980年5月18日,圣海伦斯火山爆发,这座2950米高的火山的峰顶崩塌,只留下一个马蹄形的破火山口.这是有史以来地球上发生的最大的一次山崩.     

超级火山

多巴超级火山 超级火山的爆发与普通火山不同.一般情况下,火山爆发时,岩浆从地底深处向上喷涌而出,随后顺势流下并逐渐冷却,留下形态各异的火山锥.而超级火山的爆发则不同.首先,大量岩浆从地幔渗出后在地壳下方积蓄,形成沸腾的熔岩腔池.随着岩浆增多,熔岩腔池由小变大,最终巨大的压力引发超级火山的喷发.     

南海深潜的惊喜发现

正借助深潜技术,中国海洋科学家渐渐看清了南海深海的海底世界。这里不仅具有壮观的海底地貌形态,更存在着活跃的深海生命系统。2018年5月,"深海勇士"号的深潜给我们带来了惊喜,这里就是来自"深海勇士"号的发现。     

揭示边缘海的"生命史"——南海深海过程演变研究

深海是地球表层最晚认识的部分,人类对于深海的知识绝大部分来自最近半个多世纪.1968年开始的深海钻探计划(DSDP),证明洋底在不断扩张;1978年开始的高能底部边界层计划(HEBBLE),证明几千米海底还有"深海风暴";1970年代末发现大洋中脊喷出热液,支持着非光合作用的"黑暗食物链";1990年代又发现海底以下的地壳深处还有"深部生物圈",可能占据地球总生物量的30%.     

皮纳图博火山爆发对20世纪90年代初平流层年代际变冷突变的影响机理

过去研究表明一次火山爆发可以影响季节到年际尺度的气候变化,而本文发现1991年皮纳图博火山爆发可能导致了20世纪90年代初平流层的年代际变冷.采用NCEP/NCAR再分析资料和TOMS/SBUV卫星观测资料,发现了在平流层长期变冷趋势中,热带气温和位势高度在20世纪90年代初年发生了年代际降低突变.进一步分析了平流层热带地区年代际变冷突变的时空分布特征,并探讨了1991年6月皮纳图博火山的爆发与此次平流层变冷的关系.结果表明,皮纳图博火山所喷发的火山灰在平流层通过硝酸盐和硫酸盐对ClO的活化作用造成了平流层臭氧的年代际减少,从而可能导致了臭氧在平流层吸收的热量年代际减少,进而造成此次平流层热带地区的年代际变冷突变.因此,20世纪90年代初平流层年代际变冷突变可能是由皮纳图博火山爆发导致的,这就意味着一次强火山爆发也可能导致平流层的年代际气候变化.     

皮纳图博火山爆发对20 世纪90 年代初平流层年代际变冷突变的影响机理

过去研究表明一次火山爆发可以影响季节到年际尺度的气候变化, 而本文发现1991年皮纳图博火山爆发可能导致了20 世纪90 年代初平流层的年代际变冷. 采用NCEP/NCAR再分析资料和TOMS/SBUV 卫星观测资料, 发现了在平流层长期变冷趋势中, 热带气温和位势高度在20 世纪90 年代初年发生了年代际降低突变. 进一步分析了平流层热带地区年代际变冷突变的时空分布特征, 并探讨了1991 年6 月皮纳图博火山的爆发与此次平流层变冷的关系. 结果表明, 皮纳图博火山所喷发的火山灰在平流层通过硝酸盐和硫酸盐对ClO的活化作用造成了平流层臭氧的年代际减少, 从而可能导致了臭氧在平流层吸收的热量年代际减少, 进而造成此次平流层热带地区的年代际变冷突变. 因此, 20 世纪90 年代初平流层年代际变冷突变可能是由皮纳图博火山爆发导致的, 这就意味着一次强火山爆发也可能导致平流层的年代际气候变化.     

利用SAGE Ⅱ资料分析皮纳图博火山爆发前后平流层气溶胶的变化特征

理论和观测研究都表明,强火山爆发送入平流层的气溶胶直接和间接地影响全球的气候变化;平流层火山气溶胶对地球-大气系统的遥感也有一定的影响.所以,监测全球范围内平流层气溶胶的分布变化(尤其是火山爆发引起的)是十分重要的.1991年6月15—16日菲律宾皮纳图博(Pinatubo)(15°N,120°E)强火山爆发后,人们使用了多种方法和技术对其产生的平流层火山气溶胶云进行了监测和研究.例如,我国孙金辉等人用激光雷达探测了1991年7月至1992年1月北京地区上空由皮纳图博火山造成的平流层气溶胶浓度的变化;McCormick等和Stowe等分别根据SAGEⅡ和NOAA/11 AVHRR资料研究了早期(约2.5个月)皮纳图博火山气溶胶.     

奇特的海底"烟囱"

图1这幅照片是在水下2000多米处拍摄到的.怎么像个烟囱?是的,科学家们正是这么叫它的.但那里冒出来的不是烟,而是滚烫的水,所以实际上是海底的一股热泉.海底热泉现象最早是在1977年发现的.在这一年,一组美国科学家乘坐著名的"阿尔文"号潜水器,在离厄瓜多尔海岸不远的科隆群岛附近作深海考察时,意外地发现了奇异的海底生物群落,从而揭示了这个奇特的地质现象.     

火山类型

火山爆发时,因喷发的剧烈程度不同,以及喷发出的物质不同,呈现出不同的形态.有的火山活动比较温和,仅释放少量的水蒸气或其他气体;有的火山活动比较剧烈,喷射出大量熔岩,甚至出现岩石碎屑满天飞舞的壮观景象.为了方便区分,科学家把类似的火山现象进行归类,分别把它们称为"斯特隆布利式"、"乌尔坎利式"、"维苏威式"、"皮里利式"、"夏威夷式"、"井喷式"、"普宁式"等.有的火山在整个喷发过程中可能只展现出其中某一种特性,有的火山则可能在喷发的不同阶段呈现出不同的景观特点.     

以蜜蜂为师的微型间谍飞机

全球深海生态研究计划未来将使用一种新型机器人,将海底影像传输到国际网络,这种深海机器人将部署在北太平洋海域。德国最近推出深海履带式机器人的原型,即一架连接到光纤电缆的网络摄影机,可将6000米深的海底影像与测量结果,直接传送到网络上公布。到目前为止,这类研究设计少不了依赖费用昂贵的研究船。深海观测机器人将于今年下半年进入实验阶段,未来将部署在美国西北岸无人深海研究站附近。此外,在地中海东部,也将展开类似的地震研究计划。未来也许将用来从事近海石油勘探。新型深海机器人@明月