Điều gì tạo nên những vòi phun dung nham khổng lồ ở Hawaii?

Các nhà nghiên cứu Mỹ vừa công bố một trong những tài liệu chi tiết nhất về hiện tượng phun trào dung nham dạng vòi phun tại núi lửa Kilauea, Hawaii. Điểm đáng chú ý: trước khi các vòi phun bùng lên, mặt đất tại khu vực này đã phồng lên với tốc độ nửa mét mỗi ngày. Nghiên cứu giúp làm sáng tỏ cơ chế đằng sau những cột dung nham nóng chảy cao hàng trăm mét.

Vòi phun dung nham: Hiện tượng hiếm gặp và khó lý giải

Phần lớn các hoạt động núi lửa gắn với điểm nóng (hotspot) diễn ra khá "hiền hòa": dung nham chảy chậm xuống sườn núi, đủ để người dân kịp di chuyển ra khỏi vùng nguy hiểm. Nhưng tại một số địa điểm như Etna, Hawaii hay Iceland, dung nham lại bị đẩy bật lên thành những vòi phun dữ dội, có thể đạt tới độ cao vài trăm mét.

Cho đến nay, giới khoa học vẫn chưa chắc chắn điều gì cung cấp năng lượng cho những vòi phun này. Câu hỏi đó là trọng tâm của một nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Science, do các nhà nghiên cứu từ Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) thực hiện.

Nhờ một loạt đợt phun trào gần đây tại núi lửa Kilauea, chúng ta đang có những tư liệu tốt nhất từ trước tới nay về các vòi phun dung nham đang hoạt động.

Các nhà nghiên cứu mô tả những gì quan sát được và đối chiếu với những giả thuyết tốt nhất hiện có về nguồn năng lượng đằng sau các vòi phun đá nóng chảy này.

Kilauea: Phòng thí nghiệm tự nhiên đặc biệt

Hawaii có ba vùng núi lửa đang hoạt động với hiện tượng phun dung nham dạng vòi phun, tạo ra nguồn video ấn tượng liên tục về đá nóng chảy phun lên từ lòng đất. Tuy nhiên, kể từ năm 1823, Kilauea chỉ có ba đợt phun trào dạng vòi phun, dù đây là ngọn núi lửa trẻ nhất và hoạt động mạnh nhất ở Hawaii.

Chính vì vậy, hoạt động của Kilauea đã được nghiên cứu rất kỹ lưỡng, và chúng ta có hiểu biết khá tốt về cấu trúc của ngọn núi lửa này:

• Các công trình trước đây đã xác định được một vài túi dung nham tồn dư nằm trong vòng vài km tính từ bề mặt.
• Kilauea được trang bị 35 trạm thu thập dữ liệu độc lập, bao gồm thiết bị đo địa chấn, hạ âm (infrasound), trắc địa, đo khí gas, cùng camera quan sát và camera nhiệt.

Mạng lưới cảm biến dày đặc này biến Kilauea thành một trong những núi lửa được giám sát chặt chẽ nhất hành tinh — điều kiện lý tưởng để các nhà khoa học ghi lại từng giai đoạn của một đợt phun trào dạng vòi phun.

Vì sao nghiên cứu này đáng chú ý?

Việc hiểu rõ cơ chế tạo vòi phun dung nham không chỉ có ý nghĩa khoa học thuần túy. Đối với các khu vực đông dân như Hawaii hay Iceland, khả năng dự báo chính xác thời điểm và cường độ phun trào có thể giúp giảm thiểu rủi ro cho cộng đồng dân cư, hạ tầng giao thông và hoạt động hàng không — vốn thường bị ảnh hưởng nặng nề bởi tro bụi và khí thải núi lửa.

Với mạng lưới cảm biến hiện đại và dữ liệu quan sát chi tiết từ Kilauea, giới khoa học đang tiến gần hơn tới lời giải cho câu hỏi từng bỏ ngỏ suốt nhiều thập kỷ: điều gì thực sự "bơm" dung nham lên cao đến vậy?