火山“一怒吼”，地球“抖三抖”

2022-04-25 06:44:32水鈺

科學大眾 2022年7期

● 文／水鈺

湯加，美麗與危險并存

湯加由170多個大小不等的島嶼組成，是太平洋島國中歷史最為悠久的王國。因為地處太平洋西部赤道附近、國際日期變更線的西側，湯加有幸迎來世界上第一縷陽光，是世界上最先開始新一天的國家，也被稱為“日出之國”。

除了享有碧海、藍天、白沙灘，湯加還有原始的海島風光、茂密的熱帶雨林、海水涌入礁石時形成的獨特噴泉、成群的座頭鯨……可謂是美麗的仙境。

但是，美麗的湯加也是一個身處危地的國家。它位于環太平洋火山地震帶上，國土基本都是由火山噴發生成的。這次火山噴發的洪阿哈阿帕伊島在湯加首都努庫阿洛法以北約65千米。這里是高度活躍的湯加-克馬德克群島火山弧的一部分，它是火山弧上最著名的一座火山島，2014年由火山噴發形成，其后的7年間，不間斷的火山噴發持續塑造，讓它從無到有，生成為一座島嶼。

而這一次的噴發，讓它從有到無。在火山噴發后的第三天，衛星采集到了火山口附近區域令人震驚的景象：300萬平方米的洪阿哈阿帕伊島幾乎完全被海水淹沒，僅剩島嶼西南部16.5萬平方米和東南部2萬平方米的火山錐露出水面。

知識鏈接

火山主要分為活火山、休眠火山和死火山三類。活火山是指正在噴發過程中或在人類歷史上周期性噴發的火山，比如日本的富士山、意大利的維蘇威火山；休眠火山是指有史以來噴發過，此后長期處于相對靜止狀態的火山，比如中國的五大連池火山群；而死火山是指史前噴發過后再無噴發記載的火山，比如非洲的乞力馬扎羅山。

日本的富士山

中國的五大連池火山群

非洲的乞力馬扎羅山

引發嚴重的連鎖反應

這次湯加火山的噴發如此快速和猛烈，十分罕見。噴發導致強烈地震所引發的海嘯，波及范圍已經覆蓋大半個太平洋，包括鄰國斐濟和薩摩亞，遠至日本、美國、澳大利亞和新西蘭。

為什么這一次的海嘯影響范圍這么大呢？海嘯屬于一種長周期的重力波，它的波長可達數百千米，傳播速度可以達到每小時700千米以上。長周期的重力波具有長途奔襲的能力，所以越洋海嘯會對數千千米以外的地區產生影響。經過初步分析，此次海嘯主要是由火山噴發引起火山口崩塌或滑坡造成的可能性最大。加之火山噴發引發的氣壓擾動也可能擴大海嘯的規模，加劇海嘯的影響。此次火山噴發釋放的能量是近20年來全球火山噴發能量最大的一次。

知識鏈接全球海嘯的發生區主要分布在哪里

海嘯，主要是由于海底地震、火山爆發、海底滑坡等所產生的破壞性海浪過程。海嘯按成因可分為3類：地震海嘯、火山海嘯和滑坡海嘯。

據監測，80%以上的海嘯都是由地震引起的。由于火山噴發引起的海嘯占到5%左右，全球的海嘯發生區大致與地震帶一致。在環太平洋地區發生的海嘯事件占71%左右，地中海區域占15%左右，加勒比海和大西洋這個區域大約占9%。

湯加海底火山噴發引發的海嘯之所以能引起嚴重后果，主要是因為由火山噴發引發的海嘯形成原因比較復雜，監測、預警難度大。而地震海嘯可以依據地震監測系統快速確定地震參數，進而對地震所引發的海嘯事件進行預警、預測。跟地震海嘯相比，火山噴發引起的海嘯周期較短、遠距離傳播的損耗較大，對距離火山較近的局部地區的影響和致災能力更強，預警難度更大。

湯加海底火山噴發后將火山島劈為兩半

或許有同學會問：水火不容，當海底火山噴發時，熾熱的巖漿遇上冰冷的海水，為什么沒被澆滅？海水為何沒能將火山噴發遏制在海平面以下？

在現實生活中，滅火一般會用水、沙土或者滅火器。人們利用降低溫度、隔絕空氣的方式來阻止火苗的燃燒。可是，最高溫度可達1 400℃的巖漿不同于火焰，它依靠放射性元素聚集衰變產生的高溫將周圍的巖石熔化才得到巖漿，與空氣沒有多大的關系。因此，海水只能冷卻巖漿，無法將其“熄滅”。

考慮到巖漿的能量來源于海底源源不斷的供給，海水對巖漿的冷卻作用也只是一時的。最終，巖漿會將海水汽化。就如同炒菜時少量的水遇上了熱油，油便會立刻四處飛濺。只有當水全部汽化后，鍋里的熱油才會平靜下來。但在茫茫大海中，巖漿也不

知識鏈接萬里馳援傳遞中國溫度

可能將海水全部汽化，在這一過程中就形成了比陸地上猛烈百倍的海底火山噴發。不僅如此，科學家還認為，熔巖從火山中噴出來的速度過快，海水沒有足夠的冷卻時間；火山口距海面僅150～200米的高度，沒有深海的高壓幫忙抑制噴發，這些都是造成湯加海底火山劇烈噴發的可能原因。

雖然水火不容，但是火山和海水有著不一般的“緣分”。火山噴發產生的驚人沖擊波，以接近音速的速度向外輻射，并在太平洋和大西洋引發了海嘯。從衛星拍攝的照片來看，來自火山噴發的沖擊波橫掃大海，擴展出了太空中肉眼可見的、直徑至少為2 000千米的一個巨大圓環，席卷周邊上百平方千米的海洋。在大氣層中形成的聲波，如同水波一樣，其巨大的聲響在斐濟、新西蘭與澳大利亞都清晰可辨。

湯加火山噴發后，中國政府第一時間實施了緊急救援行動。1月27日，價值100萬元人民幣的救災物資順利抵達湯加首都努庫阿洛法。這是湯加在火山災難后收到的第一筆外國救援。2月15日，負責向湯加運送救援物資的中國海軍艦艇編隊抵達湯加首都努庫阿洛法，這是中國政府馳援湯加的第二批援助物資。除夕啟航，元宵抵達，萬里馳援，傳遞著中國溫度。