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(2) In future presentations of the research findings, in addition to the course project website and public presentations, your real name and personal information will not appear in this research report. If you are interested in the research results, we can provide you with an executive summary after the study is completed.
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科學實驗室 / 地球科學
地球科學實驗

火山與岩漿性質

岩漿的二氧化矽與氣體含量決定火山的脾氣:流動的玄武岩漿蓋出寬扁盾狀火山,黏稠高壓的岩漿則轟出普林尼式噴發柱。連續噴發幾次,親手把一座火山「長」出來。
t = 0.00 s

實驗數據

尚無記錄。調整參數、完成一次量測後,按「記錄本次數據」把結果存進表格。

實驗參數

岩漿 SiO₂ 含量
45–52% 玄武岩質|52–66% 安山岩質|>66% 流紋岩質
揮發性氣體含量
岩漿類型預設

火山觀測

岩漿黏度
噴發類型
熔岩流距(上次噴發)
km
山體坡度
°

畫面符號圖例

  • 「目前岩漿 →」:岩漿黏度(由 SiO₂ 決定)
  • 地形隨噴發長高:低黏度成盾狀火山、高黏度成層狀火山

實驗任務

  1. 蓋一座盾狀火山:用「夏威夷玄武岩」預設連噴 8–10 次。 流動的岩漿跑得遠,疊出又寬又扁的山體(坡度只有幾度)——這就是夏威夷茂納羅亞的長相。
  2. 蓋一座層狀火山:重設後改用「安山岩」連噴 8–10 次。岩漿黏、流不遠, 在火山口附近堆出陡峭的錐形——富士山、台灣大屯火山群都是這型。比較兩座山的坡度差幾倍。
  3. 爆發的條件:切到「流紋岩」(高 SiO₂+高氣體)再噴一次。 黏稠的岩漿把氣體鎖在裡面,壓力累積到極限就轟出普林尼式噴發柱。 為什麼「黏度 × 氣體」才是危險公式,缺一不可?
  4. 反向推理:看到一座坡度平緩的火山,你能推測它噴過什麼成分的岩漿嗎? 地質學家就是這樣從山的形狀讀出它的噴發史。

模型與假設

黏度由 SiO₂ 決定:二氧化矽形成聚合網絡,含量越高岩漿越黏—— 玄武岩漿(~50%)像蜂蜜會流動,流紋岩漿(~70%)像牙膏幾乎不流。
爆發性由「黏度+氣體」共同決定:氣體在低黏度岩漿中容易逸出(寧靜溢流); 在高黏度岩漿中被困住、減壓時瞬間膨脹 → 爆發式噴發(噴發柱、火山碎屑流)。
山體形狀:每次噴發的堆積物以指數衰減分佈(流距由黏度決定)疊加而成—— 盾狀(緩)vs 層狀(陡)自然浮現。本模擬為二維剖面示意,流距與坡度為相對量級。