撰文 | Ziv
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上月初，有人看到意大利埃特納火山吐出了一個個“煙圈”，向西西裡島上空飄去。
這些“煙圈”呈現出白色圓環狀，在天上晃晃悠悠的好像小水母。
火山：我并沒有在抽煙！（圖檔來源：Youtube-AP）
這種“煙圈”被火山學家稱為火山渦環。它們的主要成分是水蒸汽，還夾雜着一些其他氣體，比如二氧化硫和二氧化碳。
當火山口湧出的一股股熱氣遇到上方的冷空氣，就會使水蒸氣凝結。它們本身是無色的，不過凝結到一定程度，就會變成白色被我們看到。
一位火山學家表示，這些小圓環來自埃特納火山東南火山口的一處新的開口。它先噴出了一縷縷發光的氣體，第二天就開始産生大量圓環。
（圖檔來源：Youtube-AP）
想要形成這種又圓又白的火山渦環并不容易。
首先對于火山來說，要形成這樣完美的環，火山口必須非常圓才行。
另外天氣條件也非常重要，如果有強風可能就沒法形成火山渦環，而天氣非常平靜時，這些渦環能在空中懸挂好幾分鐘。
此前人們觀察到埃特納火山吐出的煙圈（圖檔來源：參考資料[4]）
真正讓人感到困惑的，是火山内部的這“一股股熱氣”從哪裡來？以及，為什麼有些火山能吐煙圈，有的不能？為什麼有時一座火山可以吐出很多煙圈，有時卻沒有？這些問題都不好回答。
直到去年（2023年），終于有科學家通過計算機模型大緻模拟出了火山内部的過程。
參與其中一位科學家是來自意大利的火山學家西蒙娜·斯科洛（Simona Scollo），她說火山渦環的形成機制有點像海豚吐泡泡。
（圖檔來源：YouTube-Raymond Holmes JR）
海豚會先到水面深吸一口氣，然後用将氣從嘴或氣孔裡推出來，在壓力作用下使其形成一個環。
科學家通過熱成像錄影機觀察到，在火山渦環出現的前幾分鐘，會有一股熾熱的水蒸氣以極快的速度從火山口噴出，然後水蒸氣沿着火山口的邊緣向外卷起，形成管狀的渦環。
渦環中心的部分則以更高的速度被推出火山口，拖着渦環向上飄去。渦環也随着水蒸氣凝結變得越來越清晰。
計算機模拟的火山口形成渦環的過程（圖檔來源：參考資料[4]）
通過模拟，科學家認為這些氣團來自火山通道深處岩漿中的一個個小氣泡。小氣泡聚集在一起，形成更大的加壓氣團，跟周圍的岩漿一起上升。
當岩漿帶着氣泡來到出口附近時，會遇到兩種情況，第一種是岩漿通道上面是開口的，另一種是岩漿通道的上方被之前冷卻凝固的岩漿堵住了。
在開口的通道中，岩漿内部的加壓氣團和外部大氣存在壓力差，它們會頂破上方薄薄的岩漿層，小小爆發一下。可以想象煮粥的時候表面上那些“噗”了一下的小氣泡。
岩漿上升遇到的兩種不同情況。圖中橙色的部分是岩漿，藍色的是岩漿中的氣團（圖檔來源：參考資料[4]）
在被堵住的通道中，氣體會在凝固的岩漿“塞子”下方聚集，如果下面又有不斷湧上來的氣泡，氣壓就會進一步增加。在這種情況下，可能會産生突然的爆炸，氣體可以将塞子頂起，或者将它震碎。
通道頂部的這兩種情況都會産生非常快速的向上的氣流，滿足形成火山渦環的條件。第一種情況比較好了解，在第二種情況中，如果塞子破裂，就可以給逸出的氣體讓路。
盡管聽起來有點危險，但是科學家表示吐煙圈的火山并沒有噴發的風險。
埃特納火山曾噴發過數十次，最猛烈的一次發生在1669年。熔岩流摧毀了山坡下的十幾個村莊，人們在村莊上方挖了一條溝渠，努力将熔岩流引走，這可能是曆史上人類第一次成功轉移熔岩流。
2013年埃特納火山爆發時的場景（圖檔來源：wiki）
不過這次埃特納火山爆發的機率并不大，火山學家表示火山排氣降低了爆發的可能性，如果它最終噴發，也隻會噴出幾股火山灰，也許還有一點岩漿，但不會有什麼破壞性。
是以人們大可以放心遠遠欣賞火山吐煙圈，畢竟這種現象并不常見。
參考資料：
[1]https://www.straitstimes.com/world/europe/italy-s-mount-etna-recorded-blowing-smoke-rings-into-the-sky-in-rare-occurrence?close=true
[2]https://www.smithsonianmag.com/smart-news/mount-etna-puffs-smoke-rings-into-the-sky-180984120/
[3]https://www.nytimes.com/2024/04/09/world/europe/smoke-rings-italy-volcano.html?auth=login-google1tap&login=google1tap
[4]https://www.nature.com/articles/s41598-022-26435-0
[5]https://www.britannica.com/place/Mount-Etna
來源：把科學帶回家
編輯：ArtistET