降雨為什么會引起火山噴發(fā)

◆張景陽 張?zhí)N

前陣子，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表了一篇由美國科研團(tuán)隊撰寫的論文，稱極端降雨會激活深層巖漿運動、改變火山活動性，2018年的基拉韋厄火山大規(guī)模噴發(fā)很可能就是由這種極端降雨觸發(fā)的。

提到基拉韋厄火山大噴發(fā)，至今還有不少人心存余悸。2018年4月末至8月初，位于夏威夷島東南部的基拉韋厄火山出現(xiàn)了此前至少200年內(nèi)最大的噴發(fā)。在此期間，這座火山噴出地表的巖漿總量足以裝滿32萬個奧運會標(biāo)準(zhǔn)游泳池，滾燙的巖漿覆蓋了35.5平方千米的土地。

我們都知道，降雨有助于滅火，那為什么極端降雨反而可能引起火山噴發(fā)呢？

大量雨水可削弱火山結(jié)構(gòu)

火山噴發(fā)是如何出現(xiàn)的？簡單來說，要具備3個基本條件，一是地下有巖漿，二是在巖漿上面應(yīng)該有個通道，三是要有促使巖漿上涌的動力，否則地下即使有巖漿也不一定會噴到地表來。青海省地質(zhì)調(diào)查院院長、自然資源部科技領(lǐng)軍人才王秉璋進(jìn)一步解釋，從專業(yè)角度而言，火山噴發(fā)的具體條件應(yīng)該包括部分熔融體的形成、巖漿在地殼中富集后出現(xiàn)的物理化學(xué)變化過程、巖漿富集區(qū)域?qū)r漿通道形成的促進(jìn)作用、巖漿上升過程中受到壓力梯度與浮力的雙重驅(qū)動。據(jù)此來看，美科學(xué)研究團(tuán)隊所稱的“極端降雨”因素似乎不在這些基本條件中。

那為何美國科學(xué)家認(rèn)為極端降雨會對火山活動產(chǎn)生影響呢？事實上，科學(xué)家一直在研究極端降雨與火山噴發(fā)的因果關(guān)系，如英國東英吉利大學(xué)學(xué)者對蒙特塞拉特地區(qū)的火山進(jìn)行長期監(jiān)測，多次統(tǒng)計結(jié)果顯示，降雨對火山活動有所增強(qiáng)。學(xué)者們認(rèn)為，火山穹丘崩塌會增強(qiáng)火山活動性，而雨天會使這種崩塌的可能性從1.5%增加到16%。此外，還有學(xué)者提出，大量雨水滲透到火山地表下，能使孔隙壓力在火山噴發(fā)前夕和噴發(fā)期間上升至最高水平。

王秉璋表示，研究表明，大量雨水的下滲削弱了火山結(jié)構(gòu)，使巖漿得以進(jìn)入，存在誘發(fā)火山噴發(fā)的可能。有統(tǒng)計結(jié)果顯示，從1790年開始，基拉韋厄火山將近60%的火山噴發(fā)發(fā)生在雨季，不過噴發(fā)時間比旱季短。據(jù)此可推斷，降雨與基拉韋厄火山歷史上的噴發(fā)存在一定的聯(lián)系。

滾燙巖漿不會被水“澆熄”

目前，地球上四大火山帶為環(huán)太平洋火山帶、大洋中脊火山帶、東非裂谷火山帶和阿爾卑斯-喜馬拉雅火山帶。

大多數(shù)海底火山都是在大洋中脊上發(fā)現(xiàn)的，隨著地殼運動，構(gòu)造板塊進(jìn)行緩慢分裂，使得相對較淺的巖漿庫中的巖漿從裂縫中滲出，還有一些周期性沖破地殼的深地幔柱形成了一系列火山。有統(tǒng)計資料顯示，地球上目前約有1500座活火山，即在過去1萬年間至少噴發(fā)1次的火山。位于大洋底部的活火山有近1000座，陸地上大約有500座。

青海省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局總工程師、俄羅斯自然科學(xué)院外籍院士潘彤說，我們不能說全球范圍內(nèi)的火山噴發(fā)都會受極端降雨影響，大洋中脊上的火山就不會受到降雨影響，地殼運動才是火山噴發(fā)的主因。他認(rèn)為，極端降雨天氣是在特殊地區(qū)、特殊氣候下誘發(fā)火山噴發(fā)的一個重要因素，但這不代表極端降雨會引起所有的火山噴發(fā)，氣象因素與火山噴發(fā)的關(guān)系還需要進(jìn)一步研究。

我們都知道水火不容，那么滂沱大雨是不是能澆滅噴發(fā)的火山呢？

水能滅火，是因為阻隔了燃燒所需的氧氣。而火山所噴發(fā)的巖漿與我們常見的燃燒的火并不相同，巖漿看起來像在燃燒，是因為它的溫度太高，為900℃到1400℃，而且?guī)r漿由高壓形成，不需要氧氣，所以再多的水也只能降低巖漿的溫度，不會澆滅噴發(fā)的火山。

另外，極端降雨無法與火山噴發(fā)所產(chǎn)生的巨大能量抗衡。潘彤分析說：“以瑟爾塞島的火山為例，它平均每次噴發(fā)的威力達(dá)到了20 000～40 000噸TNT炸藥爆炸當(dāng)量，基拉韋厄火山噴發(fā)的能量比這還要大得多，想要阻止火山噴發(fā)，降雨顯然是螳臂擋車。但是，雖然無法澆滅噴發(fā)的火山，極端降雨卻可以在一定程度上控制火山灰的污染。”