火山穹頂坍塌和引起的巨大爆炸是一種基本的、至今仍不可預測的火山災害，在過去一個世紀中曾在全世界發生過幾次重大的火山爆發事故。為了更好地減輕活躍的火山穹頂形成所帶來的危害，對控制熔巖穹頂整體穩定性的過程有一個基本的了解是至關重要的。對于活火山的紅外熱像儀熱監(jian)(jian)測是現代火山監(jian)(jian)測的一個重要方式，它提供(gong)了關(guan)于潛在巖漿生(sheng)長過(guo)程的寶貴信息，以及對風險和危害的評估(gu)。

圖為攝影(ying)記錄熔巖穹頂的生長

關于熔巖穹頂的(de)(de)(de)發展，一個基(ji)本(ben)的(de)(de)(de)問題是(shi)地隆(long)和冷卻(que)的(de)(de)(de)外地殼對于穹頂整體穩(wen)定性(xing)方(fang)面所(suo)起的(de)(de)(de)作(zuo)用。紅(hong)外熱(re)像(xiang)儀(yi)技(ji)術為火山學家(jia)提供(gong)了一個收集高(gao)空(kong)間(jian)高(gao)分辨率圖(tu)像(xiang)的(de)(de)(de)工具。紅(hong)外熱(re)像(xiang)儀(yi)檢測與直接溫度監(jian)測不同(tong)，比任何衛星攜帶(dai)的(de)(de)(de)儀(yi)器都要(yao)詳(xiang)細得多。通過(guo)紅(hong)外熱(re)像(xiang)儀(yi)可觀測活(huo)火山活(huo)動過(guo)程（比如巖崩(beng)和壓裂）。機(ji)載紅(hong)外熱(re)像(xiang)儀(yi)可以提供(gong)必要(yao)的(de)(de)(de)監(jian)視(shi)工具，以跟蹤(zong)持續活(huo)動的(de)(de)(de)熔巖穹頂熱(re)活(huo)動的(de)(de)(de)變化。

圖為連續三年的(de)熔巖穹頂紅外熱(re)像圖1

從墨西(xi)哥活(huo)躍的(de)(de)熔(rong)巖(yan)穹(qiong)頂的(de)(de)飛行(xing)中收集高分辨率(lv)紅(hong)外熱(re)(re)(re)像(xiang)圖和數字攝影圖像(xiang)，用于連續三年監視穹(qiong)頂位置(zhi)。紅(hong)外熱(re)(re)(re)像(xiang)儀觀測(ce)結果為(wei)：隨著穹(qiong)頂的(de)(de)推(tui)進(jin)，形(xing)成(cheng)了(le)大量冷卻(que)的(de)(de)巖(yan)屑坪，從而穩定了(le)結構。當距(ju)骨坪到達(da)火(huo)山(shan)口邊(bian)緣時，它(ta)的(de)(de)逐漸崩塌(ta)與熔(rong)巖(yan)葉(xie)的(de)(de)發育相對一(yi)致，將從穹(qiong)頂的(de)(de)深處噴出熱(re)(re)(re)熔(rong)巖(yan)。熱(re)(re)(re)量計算證實，熔(rong)巖(yan)穹(qiong)丘三年期(qi)間保持了(le)一(yi)個(ge)熱(re)(re)(re)粘滯，從而表(biao)明其機械穩定性來自于兩側距(ju)骨的(de)(de)剪切(qie)強度。

圖(tu)為連(lian)續(xu)三年的熔(rong)巖(yan)穹頂紅外熱像圖(tu)2

詳細的研究結果歸納于(yu)以下6點：

（1）從紅外熱(re)像(xiang)圖中(zhong)分(fen)析(xi)(xi)出了熔巖穹頂噴發的詳細溫度(du)以(yi)及熱(re)通量的時(shi)間(jian)序列。誤差分(fen)析(xi)(xi)表明，檢(jian)測到真實最高溫度(du)和平均(jun)溫度(du)分(fen)別(bie)為50℃和5℃。

（2）紅外熱(re)(re)像圖清晰地反映了地表熱(re)(re)結(jie)構，揭(jie)示了巖崩、龜殼破裂等動態過程在(zai)熱(re)(re)量(liang)散發方面的重要(yao)性。

（3）定量時間序列顯示，穹(qiong)頂(ding)熱活動的主要部(bu)位從側面向頂(ding)部(bu)逐漸遷(qian)移，最(zui)終(zhong)遷(qian)移到(dao)與(yu)暴露(lu)出最(zui)新鮮(xian)結構（最(zui)不穩定區域）對應的裂片中。

（4）在研究期(qi)間，穹頂的(de)熱量損失計算為530mw，最顯(xian)著的(de)增加(jia)是(shi)在第三年(nian)末熔巖葉(xie)的(de)形成之后。

（5）在(zai)整個穹頂生長過(guo)程中，穹頂核心始終保持高溫(可(ke)能(neng)達到900℃)，具(ju)有(you)延展性。

（6）火(huo)(huo)山穹(qiong)頂的(de)發展受到(dao)被側(ce)翼(yi)顆粒距(ju)骨支撐的(de)粘性(xing)(xing)核(he)心(xin)的(de)積累和穩定(ding)性(xing)(xing)的(de)強烈影(ying)響。這種熔巖穹(qiong)頂穩定(ding)性(xing)(xing)模型(xing)可能(neng)適用于其(qi)他相似的(de)火(huo)(huo)山噴發，下一步的(de)工(gong)作將(jiang)有(you)助于檢(jian)驗其(qi)有(you)效性(xing)(xing)。

參考資料：

William Hutchison, Nick Varley, David M. Pyle, et al. Airborne thermal remote sensing of the Volca′n de Colima (Mexico) lava dome from 2007 to 2010. Remote Sensing of Volcanoes and Volcanic Processes: Integrating Observation and Modelling. 380:203-228, 2013.