Hypnotiska slow-motion video visar hur forskare gjorde lava explodera i en lab

Den som sprutar lite vatten i varm olja vet att resultaten kan bli katastrofala. Men när vatten och magma kombineras är det ännu vildare. Den våldsamma reaktionen mellan magma och vatten händer hela tiden när vulkaner utbrott i havet, men fenomenet är nästan omöjligt för forskare att komma nära nog att studera, så det bästa alternativet är att återskapa fenomenet i en stor hink. Och det var vad forskare vid University of Buffalo gjorde för att hjälpa dem att börja studera detta ofta sett men dåligt förstådda fenomen. Som det framgår av videon ovan faller hammaren och sprutar in vatten i en massa magma, det skapar en enorm explosiv bubbla av smält sten som stänker överallt, även om du bara blandar dem i en hink. Det är bara en smak av vad som händer när de faktiska vulkanerna bryter ut i havet.

I ett papper som publiceras måndagen i Journal of Geophysical Research: Solid Earth, en forskargrupp ledd av Ingo Sonder, Ph.D., en forskare vid Center for Geohazards Studies vid Buffalo University, beskrev varför de blandade vatten till magma - och nej, de gjorde inte bara gör det för att se vad som skulle hända, men det var en stor del av det. I en serie experiment injicerade de olika mängder vatten i olika behållare av smält sten för att utforska lagarna bakom de explosiva reaktioner som uppstår när de två ämnena kombineras.

"Om du tänker på en vulkanutbrott finns det kraftfulla krafter på jobbet, och det är inte en mild sak", sa Sonder på måndag. "Våra experiment tittar på den grundläggande fysiken om vad som händer när vatten blir fastnat i smält sten".

Och för att göra detta fångades Sonder och hans lag massor av videor av deras Rube Goldberg-inspirerade vatteninsprutningsrigg, som använder en fjärrstyrd slädehammer för att utlösa en vattenstråle som prickar magmen nedanifrån. När vattnet kokar omedelbart bildar det en bubbla av magma som spricker omedelbart.

Om den explosiva effekten av vatteninsprutningen i video uppåt gjorde det svårt att se vad som hände, kolla in den här:

Eller den här, som sköt i svartvitt, gav en mycket bättre känsla av hur den första explosionen gav väg till en våldsam simning när vattnet kokades av:

Lagets metod skiljer sig från tidigare forskning om magma både i den volym som de använde och i själva substansen. Tidigare forskning, författarna skriver, har använt antingen en termitbaserad magma-ersättare i en stor volym eller verklig omsmältad vulkanisk sten i en liten behållare. I de senaste experimenten använde forskarna båda: en stor volym av verklig remelted magma. På så sätt hoppas de att deras experiment är mycket mer realistiskt än tidigare insatser.

Vad de fann var att när en kolonn av magma är så liten som en fot hög, ger kontakt med vatten en betydande utbrott. Det kan inte komma så mycket av en överraskning, men det hjälper ändå andra forskare att få en bättre uppfattning om fysiken som är involverad i vatten-magma interaktioner. Plus, det ser nästan lika cool ut som när Kilaueas senaste utbrott födde en explosiv hale av grönt glas.