火山灰和大量氣體從太平洋海面迅速升起，形成的蘑菇云團(tuán)頂部直徑達(dá)到400至500公里，火山灰達(dá)到距地面約28公里的高度。
北京時(shí)間1月15日中午12時(shí)左右，南太平洋島國(guó)湯加的一座島嶼海底火山劇烈噴發(fā)。
這場(chǎng)“史詩(shī)級(jí)”的火山噴發(fā)導(dǎo)致當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)幾乎完全中斷，約1萬(wàn)公里之外的美國(guó)阿拉斯加也能聽(tīng)到火山噴發(fā)的“咆哮聲”。其引發(fā)的海嘯影響了整個(gè)太平洋沿岸地區(qū)，日本、斐濟(jì)等多國(guó)接連發(fā)布海嘯警報(bào)，中國(guó)沿海海域也監(jiān)測(cè)到海嘯波。
目前，這場(chǎng)火山噴發(fā)已經(jīng)攪動(dòng)了近半個(gè)地球。此次噴發(fā)為何會(huì)如此猛烈？接下來(lái)還會(huì)發(fā)生高強(qiáng)度噴發(fā)嗎？此次噴發(fā)對(duì)全球氣候變化會(huì)有多大影響？《中國(guó)科學(xué)報(bào)》就此采訪了包括火山地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)家、中科院院士劉嘉麒在內(nèi)的多位專(zhuān)家。
一問(wèn)：“威力”究竟有多大？
湯加屬于大洋洲，是由173個(gè)島嶼組成的島國(guó)，大部分為珊瑚島，約40個(gè)島嶼有人居住。此次火山噴發(fā)位于無(wú)人居住的洪阿哈阿帕伊島，位于湯加首都努庫(kù)阿洛法以北約65公里。噴發(fā)于當(dāng)?shù)貢r(shí)間1月14日開(kāi)始，在1月15日下午第二次劇烈噴發(fā)。
衛(wèi)星觀測(cè)顯示，大規(guī)模噴發(fā)后，火山灰、蒸汽和氣體在當(dāng)?shù)靥窖笏{(lán)色海面上空升騰而起。噴發(fā)后，一波約1.2米高的海嘯襲擊了湯加首都努庫(kù)阿洛法，該市許多廣場(chǎng)和主要街道都被洪水淹沒(méi)。據(jù)報(bào)道，噴發(fā)還導(dǎo)致湯加海底電纜斷裂，整個(gè)國(guó)家在互聯(lián)網(wǎng)世界中消失。
美國(guó)地質(zhì)勘探局估計(jì)，這次火山爆發(fā)引發(fā)了一次5.8級(jí)的地震。
“此次噴發(fā)規(guī)模相當(dāng)大?！眲⒓西鑼?duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》說(shuō)，火山從海底噴發(fā)穿過(guò)四五千米深的海洋到達(dá)地表后，火山灰還能升到20多公里的高空，又引起比較強(qiáng)烈的地震和較大范圍的海嘯。“如果在地面噴發(fā)，火山灰甚至可能達(dá)到40公里的高空。”
他表示，此次火山噴發(fā)是1991年菲律賓皮納圖博火山（火山噴發(fā)指數(shù)VEI達(dá)到6級(jí)）爆發(fā)以來(lái)，地球上發(fā)生的最強(qiáng)火山噴發(fā)。盡管如此，在他看來(lái)，其強(qiáng)度或能達(dá)到5級(jí)，仍達(dá)不到6級(jí)。
“否則，整個(gè)島嶼可能會(huì)被掀掉?！眲⒓西枵f(shuō)。
有媒體認(rèn)為，此次火山爆發(fā)釋放的能量相當(dāng)于1000個(gè)廣島原子彈。劉嘉麒并不贊成這種比喻。在他看來(lái)，盡管火山噴發(fā)類(lèi)似于自然界的原子彈或者地雷的爆炸，會(huì)造成很大的破壞，但很難計(jì)算其釋放的物質(zhì)當(dāng)量。
二問(wèn)：此地火山活動(dòng)緣何頻繁？
過(guò)去100年，洪阿哈阿帕伊島海底火山活動(dòng)十分活躍，曾經(jīng)歷多次噴發(fā)，不斷塑造著島嶼的面貌。
“根據(jù)測(cè)量，該火山隱藏在海底的部分高約1800米，寬約20公里。巨大的海底火山頂著兩個(gè)長(zhǎng)度約2公里的小島，分別是海底火山口邊緣的西部和北部殘余。2014年12月的一次噴發(fā)在兩個(gè)大島之間形成了一個(gè)新的島嶼?！敝锌圃捍髿馕锢硌芯克┦孔竺认蛴浾呓榻B。
就在此次大規(guī)模噴發(fā)之前，該海底火山在2021年12月20日曾噴發(fā)過(guò)一次，火山灰達(dá)到16公里的高度，噴發(fā)過(guò)程持續(xù)至12月21日凌晨左右。
根據(jù)相關(guān)報(bào)道，此次噴發(fā)之后，基本上位于北部的整個(gè)島嶼都沉入海底，還使得2014年形成的新島嶼沉入海面以下。
這一地帶的海底火山緣何頻繁噴發(fā)呢？對(duì)此，劉嘉麒解釋?zhuān)@與其所處的地質(zhì)環(huán)境有著很大的關(guān)系。首先，這一帶附近有著“地球第二深”的湯加海溝——深達(dá)10882米，僅次于馬里亞納海溝，是巖漿、火山和地震活動(dòng)比較活躍的地方；其次，其附近多島嶼，地質(zhì)構(gòu)造比較活躍，作為湯加—克馬德克群島火山弧的一部分，地震、火山經(jīng)常發(fā)生；再次，湯加處在太平洋板塊跟大洋洲板塊交界處，板塊互相碰撞俯沖，也是引起火山噴發(fā)和地震的一個(gè)重要因素。
“所以，這里火山噴發(fā)頻繁是很正常的?！眲⒓西枵f(shuō)。
三問(wèn)：會(huì)引發(fā)“無(wú)夏之年”嗎？
作為本世紀(jì)迄今最大的火山爆發(fā)，此次湯加火山噴發(fā)引起關(guān)注的一個(gè)話題是：它是否會(huì)極大地影響全球氣候變化，甚至引發(fā)“無(wú)夏之年”？
與引發(fā)1816年“無(wú)夏之年”的坦博拉火山爆發(fā)相比，中科院大氣物理研究所副研究員魏科認(rèn)為，湯加火山噴發(fā)量級(jí)差距巨大，如果后期沒(méi)有更強(qiáng)的爆發(fā)，此次火山爆發(fā)對(duì)全球氣候的影響非常有限。
“火山影響氣候并不是通過(guò)火山灰，而主要是通過(guò)火山噴發(fā)的二氧化硫。”他說(shuō)，“二氧化硫氣體會(huì)直達(dá)平流層，在較短時(shí)間內(nèi)形成硫酸氣溶膠，隨著平流層環(huán)流輸送到全球各處。由于平流層環(huán)流穩(wěn)定，所以硫酸會(huì)持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間，起到‘陽(yáng)傘’作用，通過(guò)阻擋太陽(yáng)輻射，引起近地面溫度降低?！?/p>
在魏科看來(lái)，火山爆發(fā)要對(duì)全球氣候產(chǎn)生可識(shí)別的影響，據(jù)估算至少要噴發(fā)數(shù)百萬(wàn)噸以上的二氧化硫進(jìn)入平流層?！按舜位鹕奖l(fā)評(píng)級(jí)為5級(jí)左右比較合適，大概有40萬(wàn)噸二氧化硫進(jìn)入平流層，總體而言，這一數(shù)值距離對(duì)全球氣候有所影響，還有非常大的差距?！蔽嚎普f(shuō)。
值得注意的是，大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)對(duì)氣候的影響不僅僅局限于全球溫度，也會(huì)對(duì)熱帶海溫分布狀態(tài)有所影響，還可能產(chǎn)生其他的環(huán)流影響?！皬慕y(tǒng)計(jì)上講，火山爆發(fā)有助于厄爾尼諾的發(fā)展。由于目前處于拉尼娜狀態(tài)，因此可能會(huì)有助于拉尼娜的消退。但統(tǒng)計(jì)規(guī)律并不一定適合每一次的火山過(guò)程，還需要后續(xù)的觀察和分析?！蔽嚎普f(shuō)。
劉嘉麒也認(rèn)為，此次火山噴發(fā)對(duì)于氣候環(huán)境和生態(tài)產(chǎn)生的影響只是局部的、短時(shí)間的。他指出，歷史上的相關(guān)影響大都不是某一局部火山噴發(fā)造成的，而更可能發(fā)生在大火山省噴發(fā)的情況下。“比如200多萬(wàn)平方公里的西伯利亞大火山省，或是我國(guó)峨眉山五六十萬(wàn)平方公里的大火山省噴發(fā)，會(huì)對(duì)氣候環(huán)境和生態(tài)產(chǎn)生一些大的影響?！彼f(shuō)。
四問(wèn)：火山活動(dòng)還會(huì)持續(xù)嗎？
“火山噴發(fā)通常是間歇性的，但也有連貫性。這個(gè)地區(qū)這么大的噴發(fā)規(guī)模，不會(huì)馬上完全靜止?！眲⒓西璞硎?，一方面，對(duì)于一座海底火山來(lái)說(shuō)，目前能了解的僅是水面以上的情況，海底未到達(dá)水面的小規(guī)模噴發(fā)無(wú)法監(jiān)測(cè)。另一方面，現(xiàn)在到達(dá)水面以上的噴發(fā)僅過(guò)了三四天，不可能完全靜止。
“有的時(shí)候它會(huì)先釋放一些能量，蓄積一段時(shí)間的能量后繼續(xù)噴發(fā)。”劉嘉麒說(shuō)，“如果條件具備，像15日這么大規(guī)模的噴發(fā)也并非不可能。但一般這種概率比較小，因?yàn)樗呀?jīng)釋放了比較多的能量?！?/p>
中科院地質(zhì)與地球物理研究所副研究員孫春青也向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》表示，由于巖漿房?jī)?nèi)部?jī)?chǔ)存的大量能量和物質(zhì)已被釋放，因此盡管不能排除其可能性，但大規(guī)模噴發(fā)概率不大。
五問(wèn)：對(duì)中國(guó)影響幾何？
中國(guó)自然資源部海嘯預(yù)警中心最新監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，中國(guó)沿海海域于16日凌晨監(jiān)測(cè)到海嘯波，其中浙江石浦站最大海嘯波幅約20厘米，其余潮位站海嘯波幅均小于15厘米。此次噴發(fā)過(guò)程未對(duì)中國(guó)沿岸造成災(zāi)害性影響。
如果發(fā)生進(jìn)一步噴發(fā)是否會(huì)影響到我國(guó)沿海地區(qū)呢？在劉嘉麒看來(lái)，我國(guó)不大可能遭受此次噴發(fā)帶來(lái)的海嘯的影響，因?yàn)槲覈?guó)大部分沿海地區(qū)有島弧鏈阻擋。不過(guò)，海南、臺(tái)灣地區(qū)以及浙江、福建等有著裸露海岸線的地區(qū)可能受到大規(guī)模海嘯的波及，因此應(yīng)加強(qiáng)防范。
據(jù)孫春青介紹，近百年來(lái)，除了1951年西昆侖山地區(qū)，中國(guó)大陸幾乎沒(méi)有火山噴發(fā)。目前已知中國(guó)歷史上最強(qiáng)的火山噴發(fā)是1000年前的長(zhǎng)白山火山噴發(fā)，噴發(fā)指數(shù)達(dá)到6~7級(jí)。距離長(zhǎng)白山1000公里的日本發(fā)現(xiàn)了數(shù)厘米厚的火山灰，在相距上萬(wàn)公里的格陵蘭島冰芯中也找到了那次長(zhǎng)白山火山噴發(fā)的火山灰。
“自然災(zāi)害不分國(guó)界，應(yīng)該做到及時(shí)預(yù)測(cè)、防范和應(yīng)對(duì)?！眲⒓西枵f(shuō)。他表示，火山噴發(fā)和地震預(yù)測(cè)一樣，主要包括3個(gè)參數(shù)：時(shí)間、地點(diǎn)和強(qiáng)度。與地震不同，陸地火山噴發(fā)的地點(diǎn)、時(shí)間和強(qiáng)度現(xiàn)在基本上能精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。
“但目前全球?qū)５谆鹕缴腥狈ΡO(jiān)測(cè)，達(dá)不到準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的水平?，F(xiàn)在地球科學(xué)正在向著深空、深地、深海發(fā)展，火山作用與這三個(gè)方面都密切相關(guān)，所以應(yīng)該在這些方面下功夫?！眲⒓西枵f(shuō)，由于歷史等原因，我國(guó)研究火山的人太少，重視程度不夠，相關(guān)研究也遇到一些瓶頸。隨著科學(xué)和社會(huì)的發(fā)展，這方面的研究應(yīng)該得到加強(qiáng)。
