湯加之劫：可預測的海底火山大爆發？

曹然

2022年1月15日，多個衛星捕捉到火山噴發的瞬間：海面大面積“炸開”，巨大波紋向外迅速擴散。圖/澎湃影像

肖恩·克羅寧（Shane Cronin）踏著厚厚的火山灰登上小島。一片死寂，沒有任何生命跡象，只能辨識出一些被燒盡的樹木殘渣。2016年，在一次大規模噴發之后，奧克蘭大學地球科學教授克羅寧成為最先登陸湯加洪阿哈阿帕伊島火山的人。

“準確地說，這是一座在水下綿延20多公里的海底火山，我只是踏上了它的火山灰堆積而成的一個小平臺。”克羅寧對《中國新聞周刊》說，雖然去過很多火山，但當時的場景“總讓人很難忘記”。

六年后，2022年1月15日，這里再次沖天而起六萬五千英尺高的煙柱，伴隨著爆炸聲和本世紀火山爆發中前所未有的密集閃電。在每秒上百次電光石火之間，克羅寧曾踏上的“島”，連同那里新生長出的花草植被、棲居的鳥雀和貓頭鷹，轉瞬間不見了蹤影。

與此同時，一米多高的海嘯在65公里外的太平洋島國湯加首都席卷而來，湯加全國很快陷入黑暗、斷電，與外界通訊斷絕。從南太平洋地區的斐濟、新西蘭、秘魯到數千公里外的美國、日本、加拿大，大洋兩岸各國紛紛發布海嘯預警，以應對“三十年來最大的火山活動”。

然而，火山并不是毫無預兆地突然噴發的。“你可以把它想象成一個封閉的空間，越來越多的巖漿在其中積蓄，內部的壓力越來越大，而去年12月到今年1月初的小規模噴發，則是這個大空間的局部‘泄漏，但這已經給我們釋放了明確的信號：一場大規模的噴發要來了。”克羅寧說。

令科學家們痛心的是，他們知道火山將會大規模爆發，也知道預測的方法，但在現實中卻束手無策。“大爆發過去兩天，我們依然不知道海底到底發生了什么”。

“人類可以預測火山噴發，但不是這次”

2021年12月28日，史密森尼學會全球火山項目專家珍妮·克里普納（Janine Krippner）監測到洪阿哈阿帕伊島火山發生多次海底噴發，最長一次持續了約30分鐘，裹挾火山灰的煙柱上升到四萬英尺高空。旅居新西蘭的湯加居民布萊克對《中國新聞周刊》回憶，他不知道湯加塔布島的家人是否看到了這個景象，但之后的幾天，他在島上的親友都說能聽到遠方傳來火山爆發的隆隆響聲。

沒人在意這些聲響。湯加170多個大小島嶼周邊，每隔百余公里就分布著一座海底火山。這里是太平洋板塊和澳大利亞板塊的交界處，太平洋板塊不斷擠向澳大利亞板塊下方，深入到地幔的超熱巖后，下擠板塊中的水分被烘烤上升到上層的地幔中，促成巖石融化為巖漿，不斷從海底噴發。

多數情況下，這種噴發不會影響到遠方有人居住的地區。洪阿哈阿帕伊島火山在2009年和2015年都曾爆發，火山灰覆蓋了方圓十多平方公里的區域。但在無人區之外，當時湯加的水路和航空運輸都不曾中斷。

不過，2015年的噴發在海平面上形成了一座新的火山“島”，將原本露出海面、相隔數公里遠的兩座小火山島連在一起。而在此之前的150年，因海底火山噴發新形成的島嶼只有兩座。奧克蘭大學地球科學教授克羅寧因而帶領一個團隊登上火山島，以考察這個靠近人類的火山是否有更劇烈爆發的可能性。

火山大部分都在水下，很難直接觀察，但克羅寧對《中國新聞周刊》回憶，島上的火山碎屑沉積物比多數火山更大。這意味著此前海底的活動極其劇烈。

搜集實地數據后，研究團隊發布結論：這座火山大約每隔一千年會發生一次大爆發，而上一次大爆發的時間是公元1100年前后。2015年較大規模的噴發，只是這一輪“千年爆發”的前期醞釀。

時間來到2022年1月3日。一個穿越火山上空的熱帶氣旋遮擋了對這座火山的衛星觀測。當天，小規模的噴發頻率降低，海底活動似乎已接近尾聲。但克里普納內心隱隱有些不安：此類火山噴發通常會持續數周甚至數月時間，而通過衛星觀測海底火山，人們看到的噴發狀況完全取決于有多少巖漿到達了地表。

在海底火山噴發時，巖漿如果緩慢上升，會被海水冷卻;如果爆發性噴出，就能突破海水的“絕緣層”，進而讓海水迅速汽化、體積膨脹，從而導致類似“化學武器爆炸”的劇烈反應，比陸地火山噴發更加猛烈。這兩種現象在一個周期里會反復出現，僅靠衛星觀測很難判斷活躍期是否結束。

“任何一天，全球都有四五十座火山噴發，大多都屬于很小的事件，問題在于，哪些會成為潛在的大事件？”克里普納對《中國新聞周刊》坦言，科學家可以預測一些火山噴發，但“每座火山都是不同的，預測取決于我們對一座火山了解多少”。

這一次，除了遙遠的、只能看到海面之上的衛星觀測，以及湯加、斐濟、新西蘭的地震監測數據，人們沒有任何信息。

有機會登島的克羅寧表示，人們并非沒有考慮過在島上安裝地震儀等設備，因為遠方的地震臺只能監測到少數“大的信號”，無法做到對火山動態的實時追蹤。但是，火山距離最近的有人居住島嶼有65公里遠，處于暴露的環境中，地面沒有電源也沒有信號，“且不說維護成本高昂，即使放置了設備，也會被此后的任何噴發活動所摧毀”。

1月4日，洪阿哈阿帕伊島火山進入短暫的平靜。14日，噴發再次頻繁。湯加政府發出海嘯預警，當天的官方活動都被取消。布萊克說，收到警報后人們通常會躲往內陸及機場等公共設施，但也有人繼續在外活動。第二天下午，英國僑民安吉拉和她的丈夫離開安全居所，準備將自家的狗狗接過來。

15日晚上，大爆發到來。一位湯加國會工作人員發布的社交媒體照片顯示，灰燼和碎石在65公里外的湯加塔布島紛紛而下，黑暗籠罩了天空。上岸的浪潮拍碎了度假村和房屋。安吉拉的丈夫抓住一棵樹干幸存，安吉拉的遺體則在18日被發現。

從那時起到18日，布萊克始終未能聯系到島上的親友。只有衛星電話可以使用。直到17日，新西蘭總理阿德恩都沒能和湯加領導人通話。克羅寧表示，通訊問題可能是因為海底光纜已經損壞，也可能是火山灰造成大面積停電而引發的連鎖反應。

“危機還遠未結束”

1月17日以來，隨著湯加政府機關與外界的聯系逐漸恢復，湯加塔布島“人員傷亡不多”的信息得到官方確認，但其他島嶼仍多處于失聯狀態。澳洲媒體報道稱，當地的海嘯警報仍然有效，但加油站、面包店和商店已經開始短時間恢復營業，以保障民生必需品供應。湯加塔布島的照片顯示，潮水已經消退，大塊的混凝土、石頭、樹木等物品散落在地面上。湯加最大的機場嚴重受損，暫時無法保障救援飛機起降。

世界更擔心火山噴發是否會對全球氣候變化造成影響，甚至形成所謂“無夏之年”。1991年，菲律賓皮納圖博火山爆發，是20世紀規模第二大的火山噴發事件。八年后，夏威夷大學的研究顯示，當時火山向平流層噴射了大約 2000 萬噸（20Tg）二氧化硫氣體，形成硫酸霧，導致全球平均氣溫下降約0.5℃，臭氧層損耗亦在短期內大幅增加。

不過，受訪科學家都明確否認了這種可能性。克里普納表示，火山對氣候變化造成的影響，并不僅僅取決于爆發時的規模，而是受巖漿中釋放的氣體類型、火山所處的位置、噴發柱體的高度、持續活躍的時長等諸多因素的影響。

已知信息顯示，洪阿哈阿帕伊島火山釋放了大量二氧化硫，其噴發時柱體高度略低于皮納圖博火山，但持續時間較短。中國科學院大氣物理研究所左萌博士18日發布的研究結果顯示，目前為止，本次火山噴發的二氧化硫氣體質量為0.4Tg。將其強度類比至1980年圣海倫斯火山噴發釋放1Tg二氧化硫，發現即使釋放二氧化硫質量達到1Tg，全球平均溫度預計下降僅為0.01℃，不會對全球氣溫造成顯著影響。

克羅寧也表示，本次大爆發所產生的二氧化硫氣體數量“大概是造成全球氣候變化所需數量的十分之一”，但會影響湯加及周邊地區的氣候，比如在當地造成酸雨。“湯加民眾對海嘯防范很有經驗，但大多數人需要學習注意防范火山灰對生活造成的影響，特別是未來一段時間可能出現的酸雨和水質問題”。

真正讓科學家擔憂的是，監測顯示火山沒有在大爆發后停歇。“我一邊寫（分析火山爆發的）文章，一邊就能看到小規模的噴發依然不斷發生。”克羅寧說，考慮到火山地處的太平洋板塊—澳大利亞板塊之間非常活躍，還有更多的巖漿在海底醞釀，這場危機遠未結束。

“但是，由于1月15日的大爆發降低了巖漿和氣體的壓力，因此后續噴發可能沒有那么強的爆炸性。另一方面，由于火山口坍塌、變得比以前更深，噴發也就更難沖入大氣層。”他說，“不過，考慮到火山口距海面只有約300米，這次坍塌不足以阻止海底噴發沖上海平面。另外，海底噴發仍會造成海嘯。”

克里普納則認為，究竟是火山口坍塌、爆炸還是山體滑坡等因素導致2015年形成的小島消失，目前還難下定論，不能僅靠衛星觀測和既有經驗判斷。“火山爆發規模越大，就越罕見，我們所知的信息就越少”。

她和克羅寧都表示，當務之急是需要更多的數據，但不論是使用飛機還是船只靠近火山觀察都不可能實現。1月17日，澳大利亞政府派出的一架飛機試圖接近火山，但未能成功。克羅寧建議湯加政府“有可能的時候派船只去火山周圍觀察一下，實在不行則只能收集間接信息，比如觀察周邊海水顏色的變化”。

“我們看不到水下的狀況，不知道還有多少巖漿沒有釋放。我只能說，我希望1月15日的爆發之后不會有更嚴重的情況發生。”克里普納說。

從對比圖可以看出，洪阿哈阿帕伊島火山噴發之后，該島幾乎消失。本版圖/視覺中國