Vòng tròn bí ẩn trên miệng núi lửa

Một số nhà khoa học kỳ vọng có thể hiểu rõ hơn về hoạt động của núi lửa bằng việc tìm hiểu cách các vòng khói tròn bay phía trên nó được hình thành.

Vòng khói tròn như chiếc nhẫn xuất hiện ở phía trên miệng núi lửa. Ảnh: New York Times.

New York Times nhận định một số núi lửa có thể nhả ra các vòng hơi hình tròn bay gần miệng của chúng. Các vòng này thường tồn tại trong thời gian ngắn.

Những hiện tượng như vậy đã được phát hiện trên nhiều ngọn núi lửa khắp thế giới, nhưng không rõ chúng được tạo ra như thế nào. Mặc dù những vòng khói màu trắng đó có thể kéo dài hàng trăm mét, chúng lại tồn tại trong thời gian ngắn và không thể dự đoán trước, khiến giới khoa học khó nghiên cứu, National Geographic nhận định.

Chúng đôi khi được quan sát thấy tại các núi lửa như Etna ở Italy và Eyjafjallajkull ở Iceland. Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã tìm ra manh mối mới về cách các bong bóng khí tạo ra những hiện tượng kỳ lạ này ở một số núi lửa.

Nhả khói tròn như người hút thuốc

Bên cạnh đó, Simona Scollo, nhà nghiên cứu núi lửa tại Viện Địa vật lý và Núi lửa Quốc gia ở Italy, cho biết hầu hết nghiên cứu về núi lửa tập trung vào các vụ phun trào mạnh đe dọa tính mạng con người.

Tuy nhiên, “chúng tôi muốn hiểu núi lửa hoạt động như thế nào, không chỉ khi chúng gây ra thảm họa cho con người hoặc khi chúng rất nguy hiểm”, bà nói.

Vì vậy, bà và đội ngũ của mình đã nghiên cứu các vòng khói hình nhẫn đó, thường liên quan đến hoạt động núi lửa tương đối nhẹ. Họ đã công bố phát hiện của họ vào tháng trước trên tạp chí Scientific Reports.

New York Times chỉ ra những điểm tương đồng giữa cách núi lửa tạo ra những chiếc khói tròn như chiếc nhẫn này và cách cá heo thổi vòng bong bóng hoặc cách người hút thuốc thở ra khói. Đối với núi lửa, chúng thường được gọi là khói tròn, mặc dù chúng thực sự được tạo ra chủ yếu từ hơi nước.

Về vấn đề này, Boris Behncke, nhà nghiên cứu núi lửa tại Viện Địa vật lý và Núi lửa Quốc gia Italy, cho biết bất chấp tên gọi, những vòng khói này không được tạo thành từ khói. Thay vào đó, chúng phần lớn được tạo thành từ khí ngưng tụ, chủ yếu là hơi nước và được đẩy ra từ miệng núi lửa.

Những yếu tố thoát ra khỏi miệng núi lửa (hoặc miệng của người hút thuốc) di chuyển chậm lại khi chúng đối diện với bề mặt, khiến khí tự bốc lên.

Tuy nhiên, không rõ chính xác điều gì đang xảy ra bên trong một ngọn núi lửa để có thể tạo ra những vòng khói tròn. Và không phải núi lửa nào cũng có thể tạo ra những chiếc vòng như vậy.

Nhóm của tiến sĩ Scollo đã tìm kiếm khắp Internet và nghiên cứu các cảnh quay để tìm các vòng hơi được camera ghi lại. Những chiếc vòng họ tìm thấy có đường kính 9-198 m và tồn tại tới 10 phút. Các vòng này thường có màu trắng, đôi khi nhuốm màu xám hoặc nâu từ tro.

Gió mạnh có thể ngăn các vòng hình thành hoặc tồn tại trong một thời gian ngắn. Mặt khác, những chiếc vòng – vốn được tạo thành bởi nguồn cung hơi núi lửa dồi dào – có thể dần trôi về phía bầu trời và bắt đầu mở rộng. Cuối cùng, khi bốc hơi gần hết, những chiếc vòng biến mất khỏi tầm mắt.

Vào năm 2000, khi Etna phun ra rất nhiều đám khói hình nhẫn, Jurg Alean và Maro Fulle – hai nhà nghiên cứu núi lửa trong trạm quan sát trên đảo Sicily – nói với BBC rằng rất có thể đám khói hình nhẫn là kết quả của việc những luồng khí thoát ra rất nhanh từ các khe hẹp của núi lửa.

Một vòng hơi bốc lên từ miệng núi lửa ở Italy vào năm 2000. Ảnh: New York Times.

Các nhà nghiên cứu đã lập mô hình chuyển động khả dĩ của khí và bong bóng bên trong miệng núi lửa. Để các vòng hơi hình thành, các bong bóng khí nhỏ phải hợp nhất và nổi lên qua magma để tạo ra các túi khí có áp suất.

Khi những chiếc túi như vậy phát nổ, chúng có thể đẩy một lượng khí ra ngoài đủ nhanh để tạo ra một vòng khói tròn.

Dẫu vậy, miệng núi lửa cũng cần phải có hình tròn hoặc hơi lõm. Các núi lửa miệng thiên về hình elip nhiều hơn thường không thể tạo thành các vòng. Nhóm nghiên cứu cho biết khi nếu chúng có hình dạng như vậy, chúng sẽ làm biến dạng hoặc khiến vòng tròn lắc lư.

Kết hợp các quan sát qua ảnh và video với mô hình đó cho phép đội ngũ nghiên cứu tìm ra các điều kiện vật lý cần thiết để tạo ra các vòng khói tròn.

Những giới hạn

David Fee, nhà nghiên cứu núi lửa tại Đại học Alaska Fairbanks, tin rằng có thể hiểu thêm về núi lửa qua việc nghiên cứu về điều kiện cần thiết để tạo ra các vòng hơi.

Chẳng hạn, lượng hơi nước bốc lên thành vòng có thể nói lên điều gì đó về magma của núi lửa. Các núi lửa giải phóng các vòng hơi cũng có đá lỏng dễ chảy hơn.

Tuy nhiên, tiến sĩ Fee cảnh báo cũng có giới hạn liên quan đến những gì vòng khói tròn có thể tiết lộ về núi lửa.

Chẳng hạn, khi một ngọn núi lửa trở nên nguy hiểm, giống với việc núi lửa St. Helens liên tục phun khí và nhiều vật liệu rắn ở Washington, nó sẽ không tạo ra các vòng khói tròn, ông Boris Behncke, thuộc Viện Địa vật lý và Núi lửa Italy, cho biết.

Tiến sĩ Behncke đã chứng kiến hàng trăm vòng khói tròn, bao gồm nhiều vòng ở Etna trong một thời kỳ núi lửa hoạt động mạnh.

Vào năm 2000, núi Etna đã thổi ra hàng nghìn khói tròn trong vòng vài tháng từ một trong bốn miệng núi lửa của nó.

Các vòng khói tròn tại núi Etna vào năm 2000. Ảnh: New York Times.

“Đó là một sự trùng hợp ngoạn mục nhất và chưa từng có – cả ở Etna hay bất kỳ ngọn núi lửa nào khác. Đôi khi, bạn sẽ thấy 5 hoặc 6 chiếc vòng lần lượt bay lên bầu trời”, ông nói.

Tiến sĩ Scollo và đội ngũ của bà hy vọng sẽ theo dõi được những điều kỳ lạ này bằng cách sử dụng máy ảnh tốc độ cao và các thiết bị thu âm thanh vụ nổ khí gas. Có lẽ việc chụp được những chiếc vòng khi chúng xuất hiện cũng sẽ không quá khó.

“Đó là điều xảy ra ở núi lửa có lẽ thường xuyên hơn mọi người tưởng”, tiến sĩ Behncke nói.