来源： 时间：2022-12-28 18:35:07
今年夏天，235英尺高的研究船Marcus G Langseth驶入太平洋西北海域。尾随船只的是四条电子蛇，每条长度为5英里。这些电缆装饰有科学仪器，能够窥视海浪下方一英里处的怪物跳动的心脏: 轴向海山，一座火山山。
船上的船员有一个压倒一切的要求: 不要让电缆缠结。如果他们这样做了，“游戏就结束了，” 加入航程的海底火山学家萨姆·米切尔 (Sam Mitchell) 说。
该船属于美国国家科学基金会，由哥伦比亚大学的拉蒙特-多尔蒂地球天文台运营。船上的科学家在7月和8月度过了33天，希望首次在活跃的海底火山中创建岩浆池塘和路径的3D地图。如果研究人员成功了，他们将提供从未见过的活跃火山的景象。
绘制轴向的内部解剖结构也将提高科学家对世界水下火山的了解，其中大多数火山仍在等待被发现。船必须小心操纵，不能突然停下来，否则那些电缆可能会沉降，漂移并缠住。
在Langseth海上月快要结束时，其中一条电缆断裂了。科学家在船体深处看到几台监视器变黑。电缆的GpS数据表明，它绝对不在应有的位置。
轴向海山位于俄勒冈州海岸300英里处。长期以来，科学家一直暗示着它的规模很大，但是在20世纪80年代初国家海洋和大气管理局的声纳工作之后，“灯泡熄灭了: 哇，这里有一座大火山，”俄勒冈州立大学哈特菲尔德海洋科学中心的海底地质学家比尔·查德威克说，他没有参与这次探险。
该火山的基地将覆盖德克萨斯州奥斯汀市的整个城市。
它距离世界上最大的火山很远，但在轴向峰的马蹄形大锅的壁与金门大桥的支柱一样高。火山的主要岩浆水库的长度是曼哈顿的3分之2，宽度相同，并且比城市中的任何建筑物都高。
从火山学上讲，轴向也没有收缩的紫色。
随着地质时间的推移，在不断变化的太平洋构造板块下方的固定地幔羽流形成了一条1,120英里长的海底火山线，被称为科布-艾克尔伯格海山链。Axial是链条中最年轻的成员，目前正坐在该热点上。
火山还横跨洋中脊，将太平洋板块向西隔开，而胡安·德富卡板块向东隔开。这些盘子正在分开。像这样的山脊是海洋地壳的发源地; 熔融岩石从地球深处上升到海底，产生了大量的火山活动。
羽流和移动山脊的双重力量有助于使轴向成为该地区最活跃的海底火山。早在人类发现它之前就爆发了。到目前为止，已经记录了三次喷发-1998年，2011和2015。
火奴鲁鲁夏威夷大学的火山学家肯·鲁宾 (Ken Rubin) 说，轴向距离遥远且深度足够深，不太可能造成任何人伤害。但是，更好地理解轴向将有助于减轻其他确实构成风险的火山的危害。其中包括夏威夷的基拉韦厄火山 (Kilauea volcano)，这是一个名副其实的熔岩工厂，靠近许多人，以及印度尼西亚的Anak Krakatau，这表明了从海上生长的火山如何引发致命的巨型火山。
Axial的过度活跃和与大陆的接近使其成为世界上研究和监测最全面的海底火山之一。它一直被船只盯着，被潜水器和自主机器人pers中的人类近距离探访，自2014年以来，它一直被称为电缆阵列的水下天文台网络持续监控。
研究工作的一部分，内华达大学里诺分校的地震学家安妮·凯尔 (Annie Kell) 说，已经对轴向的表面进行了彻底的研究，但下面的东西仍然更加模糊。
理解火山爆发时会发生什么的唯一方法是窥视内部。较早的地震扫描和聆听地质震颤已经产生了轴向部分的2D横截面，从而确定了诸如断层，管道以及主要和较小的岩浆储层等关键特征。
像医生一样，如果火山学家的所有火山器官，岩浆脉和地质骨骼都可以精确成像并放置在真正的3D中，那么火山学家将更容易理解轴向-说起来容易做起来难。
如今，对陆地火山进行地质ct扫描是相对常规的。水下的人不是这样。鲁宾说，它们的无法进入意味着，只有东太平洋上升的一部分 (另一个中洋脊的一部分) 受到了轴向内部的地震审查。
任务的关键是一系列气动气枪，其压缩空气的弹幕产生了声脉冲。这些脉冲在轴向内部反弹，然后回到这些电缆上的许多接收器之一，每个脉冲都远离船自身的噪音，以获得准确的读数。
根据它们遇到的岩石的特性，这些波在地下的迁移方式有所不同。这种行为使科学家能够弄清轴向存在的东西，以及其每个岩浆器官的熔融或固体程度。
借助Marcus G. Langseth的更宽敞且装备精良的传感器阵列，科学家将首次将其3D视图带入活跃的海底海山。
当船只在轴向上方运行时，有50名科学家，学生，技术人员和船员确保一切按计划进行。
数据流入，但科学家们不得不轮班观看屏幕，以确保屏幕持续不间断。
“你几乎看不到太阳，因为你经常在船身里，” 阿努夫说。不时会有间隔。
每个人都发挥了自己的作用，但运气并不总是站在他们一边。电缆断裂，可能是由于它和船上传感器的其他组件经常承受的巨大物理压力造成的，这带来了不受欢迎的危险。
“那是非常非常紧张的一天，” 米切尔补充道。
幸运的是，发现电缆紧贴着，仍然以某种方式附着在船上。由于无法在海上进行维修，因此团队仅需使用三根电缆即可完成任务。
在另一点上，发动机决定进行调整，要求团队关闭整艘船的电源，并在接下来的18个小时左右的时间内小心地将四根55吨重的电缆重新回船上。发动机在一个小时内就被修复了，但是重新定位线路又需要一天的时间。从邮轮上偷了两天。
凯尔 (Kell) 选择与孩子们一起留在陆地上，为Langseth提供了任务支持，并分享了机组人员的技术危险时刻。
有了这样的探险，太多了，她说，“你必须引导内心的平静，尽管你的神经就像，'哦，我的天哪，这一切都要从窗外消失了!'”
Arnulf更加冷淡。他说: “我想我从来没有参加过一切都很顺利的巡游。”“你总是失去乐器。”
米切尔说，对于大多数学生来说，这是第一次出海，所以让他们开心是很重要的。
在可笑的事情上下注了很多赌注，例如船上带了多少个鸡蛋 (2,880) 或单个气枪中有多少个弹簧 (24)。
在轮班之间，人们完成了论文，写了论文，看书。Arnulf在陆地上进行极限体育赛事的训练，在健身房里度过了相当长的时间。
并非所有团队都需要担心技术问题。当地的野生动物，例如长须鲸，海豚，鲨鱼和翻车鱼，有可能破坏这次探险。
甲板上的人员在使用水听器在水下聆听时，一直注意着水上闯入者。海洋哺乳动物依赖于声学通信，因此，如果有任何东西在船的3,300英尺范围内，则必须关闭蓬勃发展的地震设备。
如果在任何距离看到它们，年轻的生物都会触发所有设备的关闭。对于一只幼小的蓝鲸来说，飞船阵列发出的脉冲就像它耳朵里的尖叫声。
可以理解的是，这些军官拥有强大的科学力量。许多事情可能会危及任务，但米切尔说，认为持续不断的好奇的小鲸鱼拒绝离开船舷可能会取消五年的准备工作，这是超现实的。
尽管有些混乱，但这次航行还是达到了目标。随着探险的结束，科学家们现在正在挖掘所有朗格塞斯的地震切片，并将所有数据拼接在一起，以形成轴向胆量的适当3D视图。
主要和次要岩浆室的屋顶可以从三个维度清楚地看到。
它们的复杂性变得越来越明显: 多个水平的岩浆晶片 (称为门槛) 穿过地下。在新发现的第三个岩浆缓存器上方发现了先前发现的热液喷口，其中一些与建筑物一样高。
随着他们对Langseth船员发现的更多了解，科学家们将更好地了解其他火山，尤其是隐藏在海底的火山。
“地球火山活动的很大一部分发生在像轴向这样的地方，” 鲁宾说，他指的是大洋中部的山脊，它们共同代表着火山活动的脊梁，延伸到世界各地约40,000英里。
但是完成这项工作并不容易。多年的处理和分析就在前面。
“处理和解释地震数据确实是一门科学和一门艺术，” 西华盛顿大学地震学家和火山学家Jackie Caplan-Auerbach说。与2D剖面相比，“3D地震数据更具挑战性。”
任务的数据还可以帮助科学家更好地理解为什么轴向似乎在呼吸。当岩浆上升到地表时，火山往往会膨胀，轴向也不例外。查德威克和他的同事们在海浪下方使用一种特殊的压力传感器，发现 “如果轴向没有爆发，它就会重新膨胀。”
一次喷发结束后，火山立即开始为下一次喷发加油，每次喷发之前都达到大致相同的水平。预计下一次喷发将是2020年或2021。无论科学家是否实现了这种预测的帽子戏法，随着轴向岩浆储存库的关注，这些膨胀和喷发的周期将更加有意义。
表面变形是监测各种火山的主要方式之一，从华盛顿州的爆炸性圣海伦火山到夏威夷的喷发莫纳罗亚火山。通过更全面的轴向及其气球状行为模型，科学家们也可以更好地了解或识别这些火山爆发的前兆。
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