水介入增強爆炸性 湯加海底火山噴發(fā)或?qū)⒊掷m(xù)
連日來,南太平洋島國湯加洪阿哈阿帕伊島火山發(fā)生多次噴發(fā),火山灰混著氣體在太平洋上空升騰,火山噴發(fā)還觸發(fā)了局地海嘯。
該火山前身是一座海底火山,2009年噴發(fā)后形成新島嶼。它此前也曾多次噴發(fā),但沒有如此劇烈。有新西蘭地質(zhì)學(xué)家表示,事發(fā)地火山已蘇醒,此次噴發(fā)可能持續(xù)下去。
中國地震局地質(zhì)研究所研究員許建東研究了多年火山。他告訴科技日報記者,全球噴發(fā)的火山中,有相當一部分是海底火山。只是很多時候,這類火山噴發(fā)只在海面下完成,未引起大規(guī)模關(guān)注。
地震和火山都是地球能量釋放的方式?;鹕较路接谢顒訋r漿房,深部巖漿物質(zhì)不斷對其進行補給,補給到一定程度,巖漿房無法承受,巖漿就會涌出。
火山噴發(fā)通常有兩種形式。一種是爆炸式,轟轟烈烈,噴發(fā)時能看見大的蘑菇云式噴發(fā)柱,伴有巖漿碎屑;還有一種是安靜的溢流式,最典型的就是夏威夷火山,熔巖大量溢出,緩緩流動,多會形成熔巖流、熔巖被和熔巖隧道。
許建東說,海底火山噴發(fā)與地面火山噴發(fā)最大的不同,就是有水的介入。
想象一下平時做菜,若油鍋入水,油便會四處飛濺。火山噴發(fā),火山物質(zhì)混到水里,同樣會產(chǎn)生類似反應(yīng)。更麻煩的是,海洋之中,最不缺的就是水。巖漿如果流入湖泊、沼澤,水消耗完了,飛濺也就停止了;但在海洋中,這種反應(yīng)可以一直持續(xù)下去。此時,水體和巖漿相互作用,水被瞬間加熱氣化,體積劇烈膨脹爆炸,巖漿也會被水體淬化,碎屑化作用更為強烈,從而產(chǎn)生更高強度的火山灰釋放過程。
火山噴發(fā)強度分為8級,主要根據(jù)噴發(fā)出的物質(zhì)體積來劃定。從1級到8級,每增加1級,能量的釋放會增加10倍。火山噴發(fā)若在7級以上,就叫超級噴發(fā)。一般來說,火山噴發(fā)級別都在2級甚至更小,4—5級的火山噴發(fā)已經(jīng)比較罕見。
“從目前掌握的信息來看,湯加這次火山噴發(fā)能量還是比較大的?!痹S建東說。有關(guān)這次湯加火山噴發(fā)的規(guī)模和災(zāi)害效應(yīng),還需根據(jù)有關(guān)國家研究機構(gòu)的火山監(jiān)測數(shù)據(jù)分析結(jié)果來進行判斷,目前噴發(fā)體積、氣體成分、含量及體積等數(shù)據(jù)均未知,因此,還無法給出湯加火山噴發(fā)的級別。
對火山噴發(fā),是可以開展監(jiān)測的。
火山監(jiān)測的對象是火山和火山下方的巖漿系統(tǒng),和地震不同,人們知道火山的位置,也就知道未來可能噴發(fā)的地點,能有針對性地布設(shè)監(jiān)測臺網(wǎng)。
許建東介紹,火山噴發(fā)的前兆過程,相較地震會長很多。對火山活動主要進行三類監(jiān)測——地震監(jiān)測、地表形變監(jiān)測和火山氣體監(jiān)測。若地震突然頻繁,地表大幅度隆起或空氣中巖漿氣體含量異常升高,則都要引起注意。
在我國,已有6處活火山受到監(jiān)測,其中,知名度最高的當屬長白山火山。
長白山火山是中國乃至亞洲地區(qū)噴發(fā)危險性較強、災(zāi)害效應(yīng)較高的火山,曾經(jīng)有過大規(guī)模噴發(fā)。許建東表示,我國對長白山火山已經(jīng)設(shè)有較為完善的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),其活動基本在掌控之中。而且,火山的大規(guī)模噴發(fā),重現(xiàn)周期是萬年尺度的——巖漿房中的巖漿需要長時間的補給,才能“積累”出一次大規(guī)模噴發(fā)。
2022年年初的這場火山噴發(fā),確實讓湯加陷入困境。自然災(zāi)害帶來的風險和抵御災(zāi)害的能力也息息相關(guān)。這也提醒我們,需未雨綢繆,做好準備。許建東說,我國現(xiàn)有的火山監(jiān)測技術(shù)已與國際接軌,但是,對軟件和人力資源上的投入,仍需加強;對火山監(jiān)測工作的重視,仍需提高。(張蓋倫)
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