测量、理解和预测火山喷发对于生活在影响范围内的10亿人的安全至关重要。
在显微镜下观察火山岩，可以看出熔融岩石从地球深处向地表运移的距离之远。
过去的喷发还有助于预测在即将发生喷发之前，人们还有多少时间可以应对。
火山活动是全球持续存在的威胁。据估计，超过10亿人生活在火山喷发可能造成直接影响的范围之内。
就在最近，位于刚果民主共和国的火山尼拉贡戈火山（Mount Nyiragongo）喷发，熔岩流造成尼拉贡戈火山（Mount Nyiragongo）32人死亡，另有大量人员失踪。数以万计的人被迫逃离戈马市。
这表明，要提高生活在火山阴影下人们的安全水平，就必须更深入地了解火山的内部运作机制，这一点至关重要。
作为一名火山科学家，我的研究工作使我足迹遍布澳大利亚乃至世界各地。但有时，最令人惊叹的发现恰恰是在实验室中取得的。
我通过显微观察火山岩和地幔碎片，来估算熔融岩石（岩浆）从地球深处抵达地表的速度。这有助于我们为未来的喷发做好准备。
澳大利亚的火山过去与未来
从恐龙灭绝到近代人类定居，岩浆活动在澳大利亚东部边缘留下了一条长达4000多公里的火山带，形成了世界上最广泛的火山带之一。
澳大利亚南部的格兰比山（Mount Gambier）和沙克山（Mount Schank）最近一次大陆喷发发生在约5000年前，在地质时间尺度上只是转瞬即逝。
这些喷发曾被当地的原住民目睹，并被纳入口述传统之中，世代相传已有数百代。
从沙克山火山口望去的景象，该火山是澳大利亚最年轻的火山之一。图片来源：Heather Handley。
根据距上次喷发的时间推断，澳大利亚大陆可能存在两个活跃的火山区：东北部（凯恩斯西南方）和东南部（从墨尔本一直延伸至南澳大利亚州）。
格兰比山和沙克山火山是位于被称为“较新火山省”（Newer Volcanics Province）的东南部活跃区域中400多座火山中的两座，该区域至少在过去450万年中一直处于活跃状态。
人们认为，该火山省未来很可能会发生喷发，但具体何时、何地发生尚不得而知。
那么，我们可能会有多长的预警时间呢？
要回答这个问题，我们必须解开过去喷发所蕴含的秘密。这些秘密如今被封存在喷出的岩石及其内部的晶体之中。
我们的第一条线索是，在较新火山省（以及其他地区）喷发的许多深黑色火山岩中，含有被称为橄榄岩的绿色岩块。
这些致密的绿色岩石碎片，实际上是地球上地幔上部的碎块，它们被上升的岩浆挟带，从地下30至40公里以上的深处一路带到地表。
这些碎片在岩浆上升过程中可能会沉回液态岩石之中，就像一颗鹅卵石掉进一罐蜂蜜里。因此，要抵达地表，上升的岩浆必须快速移动，从源头到地表可能仅需几天时间。
火山水晶球
与树木年轮能够反映树木生长时的气候状况一样，火山岩内的晶体及其携带的地幔碎片，也保存着它们在穿越地球向上运移过程中所处环境的信息。
在下方的照片中，可以看到正交偏振光穿过地幔岩石时，如何呈现出由多彩晶体组成的镶嵌图案。较暗的部分是包裹其外的火山岩。
这片薄岩片的厚度仅为30微米，约为一根典型人类头发厚度的一半。
现在，让我们通过扫描电子显微镜，观察地幔晶体与已凝固岩浆接触的边界。
在下面的两张照片中，可以看到晶体边缘颜色变浅，这意味着其化学成分发生了改变。这使其能够在上升过程中适应新的岩浆环境，这一过程被称为扩散。
我们通过这一化学边界的清晰程度，来估算地幔碎片在岩石喷发前于岩浆中停留了多长时间。
换言之，这就是岩浆从源头运移至地表所需的最短时间，即喷发预警时间。
我还可以利用在岩浆内部生长的晶体的化学成分和形态，勾勒出火山下方的管道系统，即岩浆通往地表的路径。
下方的照片展示了随着岩浆上升并在途中冷却，晶体可能形成的不同形态。当上升岩浆快速且大幅降温时，会生长出尖刺状和骨架状的晶体。
迄今为止，我们发现较新火山省的各个火山通往地表的路径可能存在显著差异。这可能导致喷发预警时间的不同。
澳大利亚尚未做好准备
鉴于澳大利亚过去一些喷发的最长可能预警时间大约为数天，我们有必要思考：面对未来的喷发，我们准备得如何，而且不仅限于来自澳大利亚境内的喷发。如果全球疫情教会了我们什么，那就是要有应对意外的准备。
大型火山事件远远超出了近代人类的记忆，但在亚太地区，此类事件大约每400年发生一次。
联邦政府近期宣布拨款6亿澳元用于设立新的国家复原与韧性局，这将有助于澳大利亚应对部分与气候变化相关的灾害。但火山事件似乎被排除在外。
为应对澳大利亚邻近的环太平洋火山带中可能发生的、具有潜在毁灭性的下一次火山事件做好准备，理应成为澳大利亚风险与韧性议题的一部分。
