🌋 Симулятор Виверження Вулкана
Симулюйте вулканічні виверження: керуйте в'язкістю магми, вмістом газу та тиском. Спостерігайте піроклaстичні стовпи, потоки лави та хмари попелу.
Про цю симуляцію
Ця симуляція моделює, як стиль виверження вулкана формується під впливом трьох фізичних параметрів: в'язкості магми, вмісту розчиненого газу та швидкості накопичення тиску в камері. Система частинок породжує згустки лави, розжарені піроклaсти та дрейфуючий попіл з жерла, тоді як спрощена геофізична модель обчислює швидкість виверження, висоту стовпа та Індекс вулканічної експлозивності (VEI). Вона показує, чому рідкий, бідний на газ базальт тече спокійно, тоді як в'язка, багата на газ магма розколюється на високі плініанські стовпи.
🔬 Що це показує
Симуляція обчислює коефіцієнт експлозивності — приблизно вміст газу помножений на десять і поділений на в'язкість — класифікуючи виверження як ефузивне, гавайське, стромболіанське, вулканське або плініанське. Швидкість виверження зростає з газом і тиском, але падає з квадратом в'язкості; висота стовпа підпорядковується степеневому закону цієї швидкості, а VEI наближено дорівнює log10 швидкості виверження. Частинки малюються як лава, піроклaсти або попіл з різною гравітацією та тривалістю існування.
🎮 Як користуватися
Перетягуйте повзунок «В'язкість магми» (1–10, від дуже низької до ріолітової), повзунок «Вміст газу» (0,5–8 %) та повзунок «Швидкість накопичення тиску» (1–10). Панель телеметрії в реальному часі оновлює в'язкість, газ, тиск у камері в МПа, швидкість виверження в кубічних метрах за секунду, висоту стовпа в км та VEI. Натисніть «Скинути вулкан», щоб очистити частинки, потоки лави та накопичений тиск.
💡 Чи знали ви?
Індекс вулканічної експлозивності є логарифмічним: кожен крок вгору означає приблизно десятикратне збільшення обсягу вивергнутого матеріалу. Виверження Пінатубо в 1991 році отримало оцінку VEI 6, тоді як суперviverження Єллоустоуну досягали VEI 8, викидаючи понад 1000 кубічних кілометрів матеріалу.
Часті запитання
Що визначає, чи буде виверження вибуховим, чи ефузивним?
Це, головним чином, баланс між в'язкістю магми та розчиненим газом. Магма з низькою в'язкістю та низьким вмістом газу дозволяє бульбашкам газу легко виходити, породжуючи спокійні ефузивні потоки лави. В'язка магма з високим вмістом газу утримує газ, доки тиск не розриває її, спричиняючи вибухові виверження. Симуляція відображає це через коефіцієнт експлозивності, пропорційний вмісту газу, поділеному на в'язкість.
Як симуляція обчислює швидкість виверження та VEI?
Швидкість виверження зростає з вмістом газу та швидкістю накопичення тиску, але падає з квадратом в'язкості, тож в'язка магма «душить» жерло. Висота стовпа підпорядковується степеневому закону цієї швидкості, а Індекс вулканічної експлозивності наближається до десяткового логарифма швидкості виверження, обмеженого діапазоном від 0 до 8. Це спрощені співвідношення, а не повні розв'язки гідродинаміки.
Що керують три повзунки?
«В'язкість магми» (1–10) задає, наскільки магма опирається текучості — від дуже низької до ріолітової. «Вміст газу» (0,5–8 %) задає розчинені летючі речовини, що керують експлозивністю. «Швидкість накопичення тиску» (1–10) визначає, як швидко накопичується тиск у камері, підвищуючи швидкість виверження. Їхнє регулювання змінює позначку стилю виверження та поведінку частинок біля жерла.
Чи є ця симуляція фізично точною?
Це якісна навчальна модель, а не науково-дослідний симулятор. Тенденції, які вона показує, правильні: в'язкість і вміст газу справді визначають стиль виверження, а VEI справді логарифмічний. Проте точні рівняння є спрощеними наближеннями, а система частинок — це візуальна стилізація, а не справжній розв'язок обчислювальної гідродинаміки підйому магми.
Чому магма, багата на кремнезем, спричиняє найбільш насильницькі виверження?
Вміст кремнезему керує в'язкістю: більше кремнезему означає довші полімерні ланцюги та густішу, липкішу магму. Ріолітова та дацитова магма надзвичайно в'язкі, тож газ, що виділяється, не може вийти і натомість накопичує величезний тиск. Коли жерло нарешті не витримує, магма бурхливо розколюється на попіл і пемзу, живлячи плініанські стовпи, які спостерігаються у верхній частині повзунка в'язкості.