物理科技生物学-PHYICA

科学家们在长谷川洋子意想不到的猛烈爆发背后的微小晶体上发光

地球 2022-01-24 00:00:05

布里斯托大学 氧化铁微晶“圣诞树”周围的纳米石“雪”

甚至这些50纳米的小球体实际上也是由聚集成团的更小的纳米粒子组成的

对于这些研究人员来说,今年的圣诞节提前了

信用:布鲁克/格里菲斯/赫德/切尔斯 在一项关于火山过程的新研究中,布里斯托尔科学家展示了纳米陨石在原本“平静”和可预测的火山爆发中发挥的作用

发表在《科学进展》杂志上的这项研究描述了纳米晶体(纳米陨石)是如何对喷发岩浆的粘度产生重大影响的,从而导致以前无法解释的爆炸性喷发。纳米晶体比人类头发的宽度小10000倍

“这一发现为火山的猛烈爆发提供了有力的解释,这些火山通常表现良好,但偶尔会给我们带来意想不到的惊喜,比如公元前122年埃特纳火山的爆发。”

布里斯托尔大学地球科学学院的达尼洛·迪·吉诺娃

“低硅岩浆成分的火山具有非常低的粘度,这通常会让气体缓慢逸出

然而,我们已经表明,纳米粒子可以在有限的时间内增加粘度,这将在粘性液体中捕获气体,导致行为的突然转变,这在以前很难解释

" 医生

同样来自地球科学的理查德·布鲁克说:“我们展示了纳米陨石对岩浆粘度的惊人影响,从而证明了火山爆发,我们使用了尖端的纳米成像和拉曼光谱来寻找这些几乎看不见的火山灰颗粒在非常猛烈的爆发中爆发的证据

" 喷发的埃特纳岩石在钻石光源同步加速器光束线上的金属丝炉中熔化

信用:理查德布鲁克 “下一步是在实验室里重新熔化这些岩石,并重新建立正确的冷却速度,在熔融的岩浆中产生纳米陨石

利用极其明亮的同步辐射源(比太阳亮100亿倍)的散射,我们能够记录纳米卫星的生长

" “然后,我们在实验室条件下生产了含纳米石的玄武岩泡沫(浮石),也证明了这些纳米石是如何通过过冷产生的,因为挥发物从岩浆中溶出,降低了液相线

" 海迪·马德尔教授补充说:“通过在模拟合成材料上进行新的实验,在相对于火山系统的低剪切速率下,我们能够证明含纳米岩石的岩浆具有极端粘度的可能性,扩展了我们对纳米流体的异常(非牛顿)行为的理解,自25年前创造这个术语以来,纳米流体一直是个谜

" 埃特纳火山(意大利)通常温和的喷发

信用:来自皮克斯拜的博卡·帕斯夸里 这项研究的下一个阶段是在实际的火山环境中模拟这种危险的、不可预测的火山行为

这是自然环境研究委员会(英国)和国家科学基金会(美国)授予布里斯托尔和曼彻斯特、达勒姆、剑桥和亚利桑那州立大学的一个同事联盟的“量化玄武岩火山活动中的不平衡过程”的重点

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