火山“一怒吼”，地球“抖三抖”

2022-04-25 06:44:32水鈺

科學(xué)大眾 2022年7期

● 文／水鈺

湯加，美麗與危險(xiǎn)并存

湯加由170多個(gè)大小不等的島嶼組成，是太平洋島國(guó)中歷史最為悠久的王國(guó)。因?yàn)榈靥幪窖笪鞑砍嗟栏浇?guó)際日期變更線的西側(cè)，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(guó)家，也被稱為“日出之國(guó)”。

除了享有碧海、藍(lán)天、白沙灘，湯加還有原始的海島風(fēng)光、茂密的熱帶雨林、海水涌入礁石時(shí)形成的獨(dú)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(gè)身處危地的國(guó)家。它位于環(huán)太平洋火山地震帶上，國(guó)土基本都是由火山噴發(fā)生成的。這次火山噴發(fā)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(fā)形成，其后的7年間，不間斷的火山噴發(fā)持續(xù)塑造，讓它從無到有，生成為一座島嶼。

而這一次的噴發(fā)，讓它從有到無。在火山噴發(fā)后的第三天，衛(wèi)星采集到了火山口附近區(qū)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(shí)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(fā)過程中或在人類歷史上周期性噴發(fā)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(fā)過，此后長(zhǎng)期處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的火山，比如中國(guó)的五大連池火山群；而死火山是指史前噴發(fā)過后再無噴發(fā)記載的火山，比如非洲的乞力馬扎羅山。

日本的富士山

中國(guó)的五大連池火山群

非洲的乞力馬扎羅山

引發(fā)嚴(yán)重的連鎖反應(yīng)

這次湯加火山的噴發(fā)如此快速和猛烈，十分罕見。噴發(fā)導(dǎo)致強(qiáng)烈地震所引發(fā)的海嘯，波及范圍已經(jīng)覆蓋大半個(gè)太平洋，包括鄰國(guó)斐濟(jì)和薩摩亞，遠(yuǎn)至日本、美國(guó)、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(zhǎng)周期的重力波，它的波長(zhǎng)可達(dá)數(shù)百千米，傳播速度可以達(dá)到每小時(shí)700千米以上。長(zhǎng)周期的重力波具有長(zhǎng)途奔襲的能力，所以越洋海嘯會(huì)對(duì)數(shù)千千米以外的地區(qū)產(chǎn)生影響。經(jīng)過初步分析，此次海嘯主要是由火山噴發(fā)引起火山口崩塌或滑坡造成的可能性最大。加之火山噴發(fā)引發(fā)的氣壓擾動(dòng)也可能擴(kuò)大海嘯的規(guī)模，加劇海嘯的影響。此次火山噴發(fā)釋放的能量是近20年來全球火山噴發(fā)能量最大的一次。

知識(shí)鏈接全球海嘯的發(fā)生區(qū)主要分布在哪里

海嘯，主要是由于海底地震、火山爆發(fā)、海底滑坡等所產(chǎn)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(jù)監(jiān)測(cè)，80%以上的海嘯都是由地震引起的。由于火山噴發(fā)引起的海嘯占到5%左右，全球的海嘯發(fā)生區(qū)大致與地震帶一致。在環(huán)太平洋地區(qū)發(fā)生的海嘯事件占71%左右，地中海區(qū)域占15%左右，加勒比海和大西洋這個(gè)區(qū)域大約占9%。

湯加海底火山噴發(fā)引發(fā)的海嘯之所以能引起嚴(yán)重后果，主要是因?yàn)橛苫鹕絿姲l(fā)引發(fā)的海嘯形成原因比較復(fù)雜，監(jiān)測(cè)、預(yù)警難度大。而地震海嘯可以依據(jù)地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)快速確定地震參數(shù)，進(jìn)而對(duì)地震所引發(fā)的海嘯事件進(jìn)行預(yù)警、預(yù)測(cè)。跟地震海嘯相比，火山噴發(fā)引起的海嘯周期較短、遠(yuǎn)距離傳播的損耗較大，對(duì)距離火山較近的局部地區(qū)的影響和致災(zāi)能力更強(qiáng)，預(yù)警難度更大。

湯加海底火山噴發(fā)后將火山島劈為兩半

或許有同學(xué)會(huì)問：水火不容，當(dāng)海底火山噴發(fā)時(shí)，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(fā)遏制在海平面以下？

在現(xiàn)實(shí)生活中，滅火一般會(huì)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(dá)1 400℃的巖漿不同于火焰，它依靠放射性元素聚集衰變產(chǎn)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(guān)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(duì)巖漿的冷卻作用也只是一時(shí)的。最終，巖漿會(huì)將海水汽化。就如同炒菜時(shí)少量的水遇上了熱油，油便會(huì)立刻四處飛濺。只有當(dāng)水全部汽化后，鍋里的熱油才會(huì)平靜下來。但在茫茫大海中，巖漿也不

知識(shí)鏈接萬里馳援傳遞中國(guó)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(fā)。不僅如此，科學(xué)家還認(rèn)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(shí)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(fā)，這些都是造成湯加海底火山劇烈噴發(fā)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(fā)產(chǎn)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(fā)了海嘯。從衛(wèi)星拍攝的照片來看，來自火山噴發(fā)的沖擊波橫掃大海，擴(kuò)展出了太空中肉眼可見的、直徑至少為2 000千米的一個(gè)巨大圓環(huán)，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(jì)、新西蘭與澳大利亞都清晰可辨。

湯加火山噴發(fā)后，中國(guó)政府第一時(shí)間實(shí)施了緊急救援行動(dòng)。1月27日，價(jià)值100萬元人民幣的救災(zāi)物資順利抵達(dá)湯加首都努庫阿洛法。這是湯加在火山災(zāi)難后收到的第一筆外國(guó)救援。2月15日，負(fù)責(zé)向湯加運(yùn)送救援物資的中國(guó)海軍艦艇編隊(duì)抵達(dá)湯加首都努庫阿洛法，這是中國(guó)政府馳援湯加的第二批援助物資。除夕啟航，元宵抵達(dá)，萬里馳援，傳遞著中國(guó)溫度。

生態(tài)遭到破壞

猛烈的火山噴發(fā)，給湯加人民帶來了巨大的災(zāi)難。湯加賴以生存的農(nóng)業(yè)、漁業(yè)和旅游業(yè)都受到火山噴發(fā)帶來的嚴(yán)重的負(fù)面影響。

隨著火山的噴發(fā)，有的島嶼被摧毀，火山物質(zhì)也改變了周邊的海洋生態(tài)。湯加當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)和海洋生物要經(jīng)歷生存環(huán)境的變化。大量紅色的、褐色的火山浮石漂蕩在湯加海面上，綿延幾十千米。它們或許很快被推上海岸，或許漂蕩千萬米，讓我們?cè)诤芫弥笕耘f能感受到那罕見火山噴發(fā)的毀滅性力量。