Ця симуляція моделює, як тип виверження вулкана виникає з трьох фізичних параметрів: в'язкості магми, вмісту розчиненого газу та швидкості нагнітання тиску в камері. Система частинок породжує з жерла краплі лави, розжарені піроклaсти й хмари попелу, що дрейфують, тоді як спрощена геофізична модель обчислює витрату магми, висоту стовпа та індекс вулканічної експлозивності (VEI). Вона показує, чому рідка, бідна на газ базальтова магма тече спокійно, а в'язка, насичена газом магма дробиться на височенні плінійські стовпи.
Симуляція виводить коефіцієнт експлозивності, що приблизно дорівнює вмісту газу, помноженому на десять і поділеному на в'язкість, класифікуючи виверження як Ефузивне, Гавайське, Стромболіанське, Вулканіанське або Плінійське. Витрата магми зростає з газом і тиском, але падає пропорційно квадрату в'язкості; висота стовпа підкоряється степеневому закону цієї витрати, а VEI наближається до log10 витрати магми. Частинки малюються як лава, піроклaсти або попіл із різною гравітацією та тривалістю життя.
Перетягуйте повзунок В'язкості магми (від 1 до 10, від дуже низької до ріолітової), повзунок Вмісту газу (від 0,5 до 8 відсотків) і повзунок Швидкості нагнітання тиску (від 1 до 10). Панель телеметрії оновлює в'язкість, газ, тиск камери в МПа, витрату магми в кубічних метрах за секунду, висоту стовпа в км та VEI в реальному часі. Натисніть «Скинути вулкан», щоб очистити частинки, потоки лави та накопичений тиск.
Індекс вулканічної експлозивності є логарифмічним: кожен крок угору відповідає приблизно десятикратному збільшенню об'єму викинутого матеріалу. Виверження Пінатубо 1991 року отримало VEI 6, тоді як супервиверження Єллоустоуну сягали VEI 8, викидаючи понад 1000 кубічних кілометрів матеріалу.
Здебільшого це баланс між в'язкістю магми та вмістом розчиненого газу. Низьков'язка, бідна на газ магма дозволяє газовим бульбашкам легко виходити, утворюючи спокійні ефузивні потоки лави. Високов'язка, насичена газом магма утримує газ, доки тиск не розриває її, спричиняючи вибухові виверження. Симуляція відтворює це через коефіцієнт експлозивності, пропорційний вмісту газу, поділеному на в'язкість.
Витрата магми зростає з вмістом газу та швидкістю нагнітання тиску, але падає пропорційно квадрату в'язкості, тож в'язка магма закупорює канал. Висота стовпа підкоряється степеневому закону цієї витрати, а індекс вулканічної експлозивності наближається приблизно до десяткового логарифма витрати магми, обмеженого діапазоном від 0 до 8. Це спрощені співвідношення, а не повні розв'язки гідродинаміки.
В'язкість магми (від 1 до 10) задає, наскільки магма опирається течінню, від дуже низької до ріолітової. Вміст газу (від 0,5 до 8 відсотків) задає розчинені леткі речовини, що зумовлюють експлозивність. Швидкість нагнітання тиску (від 1 до 10) керує тим, як швидко накопичується тиск у камері, підвищуючи витрату магми. Їх зміна змінює позначку типу виверження та поведінку частинок біля жерла.
Це якісна освітня модель, а не симулятор дослідницького рівня. Тенденції, які вона показує, є правильними: в'язкість і вміст газу справді визначають тип виверження, а VEI справді є логарифмічним. Однак точні рівняння є спрощеними наближеннями, а система частинок — це візуальна стилізація, а не справжній розв'язок обчислювальної гідродинаміки підняття магми.
Вміст кремнезему керує в'язкістю: більше кремнезему означає довші полімерні ланцюги та густішу, в'язкішу магму. Ріолітові й дацитові магми надзвичайно в'язкі, тож газ, що виділяється, не може вийти й натомість нагнітає величезний тиск. Коли канал нарешті руйнується, магма бурхливо дробиться на попіл і пемзу, живлячи плінійські стовпи, які видно на високому краю повзунка в'язкості.