龟山岛(英文名字Kueishantao或Guishan Island),又称龟山屿,是一座经由海底火山喷发而成的火山岛屿,原本是位于台湾省东北部海域海底的火山,后由于区域板块构造运动、岩浆作用等上升至海平面之上。该岛位于我国台湾省宜兰县以东约十二公里的海域(东经122°和北纬24°附近),行政上隶属中国台湾省宜兰县头城镇,恰好处于菲律宾海板块向欧亚板块俯冲南端、琉球岛弧西段与冲绳海槽南部的交汇区域。俯瞰整个龟山岛,犹如玛瑙一般镶嵌在万顷碧海之中,将我国的海疆装扮得更加美丽,其出露海面的部分在绿色植被的点缀下,犹如穿了一件时尚的绿色大马甲。岛屿上有两个圆峰,东侧的小山峰轮廓形似乌龟的头,西侧的大山峰轮廓形似乌龟的尾巴,取名为“龟山岛”。从宜兰县远望对面的龟山岛,犹如乌龟的龟首在抬头,尾巴在左右摆动,岛边周围的火山岩砾石随潮水时浮时沉,犹如龟爪在游动,因此当地人也称之为“吐烟摆尾的龟山岛”。相较于长白山天池火山在蓝天白云映衬下的高端大气,晴空之下的龟山岛火山配合着火山区热异常形成的奇特云朵,更显妖娆。这两座火山展现出了中国活火山风格迥异的美丽与魅力!

台湾省宜兰县龟山岛火山位置图(左图和中图,图源于GF-2对地观测影像)和龟山岛火山俯瞰图(右图,图源于GF-2对地观测影像)

台湾省宜兰县龟山岛火山侧面图(左图和中图,图源于网络)和吉林省安图县长白山天池大型活火山(右图,原创图件)

台湾省宜兰县至龟山岛海域范围内约有68座海底火山,仅龟山岛火山主体位于海面之下,一小部分出露于海面之上。龟山岛火山出露部分东西长约3.1公里,南北宽约1.6公里,海岸线长约9公里,面积约2.8平方公里。此外,在龟山岛火山附近海域至少分布着10余座海底火山,其中彭佳屿东北约70公里处的海底火山在1916年、1927年仍有小规模喷发。

龟山岛火山出露海面之上的主体岩性为辉石安山岩,与日本富士山大型活火山喷发形成的安山质熔岩同属安山质火山岩类,而与欧亚大陆西缘的意大利斯通博利火山和埃特纳火山形成的玄武质火山岩类形成了鲜明对比。最新的龟山岛火山区火山碎屑岩热释光测年结果显示,其火山形成年龄距今约七千年,表明龟山岛火山是我国全新世以来有过喷发活动的火山之一。

日本本州岛富士山大型活火山安山质熔岩(左图,图源于网络)、意大利斯通博利大型活火山玄武质浮岩和埃特纳大型活火山玄武质熔岩(中图和右图,原创图件)

台湾省龟山岛火山观测与研究资料表明,火山区内存在白泉喷口、黄泉喷口等多个海底热液喷口,喷出的火山气体以水蒸气为主,此外还包括CO2、H2S、SO2、HCl等酸性气体,喷射出的热液温度高达116℃,在海底形成的烟囱状热液沉积物部分高约0.5-6米,直径约1米。火山气体的喷射强度稍逊于意大利那不勒斯市的坎皮佛莱格瑞超级活火山,但强于意大利维苏威大型活火山和吉林省长白山天池大型活火山。该区域的地震监测资料显示,火山区及附近区域的地震活动密度大且较为强烈,发生的地震以浅源地震为主,震源深度一般小于60千米(资料源于中国地震局火山研究所和福建省地震局)。区域GPS地壳形变资料显示,火山区GPS速度场存在明显异常,整体处于拉张的构造应力环境之中。现今的地球物理勘探资料也表明,龟山岛火山区底部上地壳范围内存在岩浆房,以上充分表明龟山岛火山是我国台湾省具有潜在喷发风险的活火山之一。

台湾省宜兰县龟山岛火山区海底热液弥散区(左图,图源于网络)、意大利坎皮佛莱格瑞火山脱气口、意大利维苏威火山锥顶脱气口和吉林省长白山天池火山锥体区脱气口(左二、右二和右一,均为原创图件)

龟山岛火山最高点海拔约398米,为台湾离岛的第二高山。岛屿北部和西部分别有龟尾湖和龟首潭两个湖泊。岛上的温泉、海蚀洞、喷硫气孔等造就了独特的火山景观。火山区地热异常与区域热带海洋气候的融合,造就了火山区上空常笼罩蒙蒙云雾的景象,看起来像是戴了顶帽子,酷似“神龟戴帽”。岛屿南北两面因海水潮流不断涌动,裹挟的砾石形成了狭长状砾石滩,随着季节交替,砾石滩也会随海潮而南北向移动,酷似“灵龟摆尾”。

龟山岛的岛首是火山锥体主要部分之一,迄今仍有硫磺喷气孔喷射火山气体,在岛屿附近碧蓝清澈的海面上会见到一片片略微浑浊的乳白色海水在不断向上喷涌,这是由于火山区海底温泉喷射出的酸性热液与海水混合形成了海底热液,海底热液集中向上流动并喷发,最终形成了“热液烟囱”,这一景观也被当地称之为“阴阳海”。海底热液活动是岩石圏和大洋进行能量及物质交换的过程,常见于海底活火山和板块边缘活火山中,如意大利坎皮佛莱格瑞超级活火山、意大利斯通博利大型活火山等都有海底热液活动。研究海底热液活动需要借助先进的技术方法和取样设备,海底温泉取样就是揭开“热液烟囱”神秘面纱的重要监测手段。

意大利坎皮佛莱格瑞超级活火山区海底温泉现场取样图、意大利斯通博利大型活火山及火山区海底温泉现场取样图(均为原创图件)

在龟山岛上可以东观西太平洋海域的广阔,西望一览宜兰县城市的繁华,同时可以观赏朝日东升和日落黄昏。岛上悬崖峭壁,温泉涌出,并有山峦、海蚀洞、湖泊等火山景观,附近海域能够观赏有着鲸鱼、海豚等丰富生物的海洋生态景观,可以说是美不胜收!您若选择前往打卡,以下四项出海游玩安全小提示请您查收!

1. ‌选择安全的交通工具**,‌了解并遵守相关安全标志与****规定**

出海游玩请您务必选择正规经营、报价合理的承运方,并谨防低价陷阱,不乘坐无证、超载或冒险航行的海上交通工具。提前查看游玩目的地、逗留海域、途经海域等区域的天气状况,若有台风、大风、大浪、浓雾等恶劣天气,应果断取消行程。

乘船前、在船上或游玩海域附近,注意查看安全标志,如脱险标志、应急设备标志、救生标志等。同时,注意查看岸边安全标志,如禁止游泳、禁止水中嬉戏、当心落水等,这些安全标志会提醒您注意安全。同时,确保您了解并遵守所有海上出行安全规定,出发前请务必多认识了解船上或海域附近的安全设备。

轮渡码头及正规合格的航行船舶(均为原创图件)

轮渡码头部分安全指示牌(左图,原创图件)及部分岸边安全标志(右图,图源于网络)

2. ‌遵守乘船常识与‌熟悉安全救援设备

按秩序排队上、下船,不拥挤争抢,不打闹嬉戏,以免发生意外挤伤或落水事故。在船上,尽快熟悉乘船环境,如医务室、厕所、餐厅等重要功能区。不要在船头、甲板等地打闹追逐,以免发生意外的安全事故。乘船前务必熟悉并了解如何使用消防应急设备和救生设备,如灭火器、救生圈、救生衣等,了解这些设备的正确使用方法可以在海上紧急情况下自救和互救。

3. 旅游项目选择与个人安全

若出海前往我国台湾省地区游玩,出发前务必准备好相关赴台自由行个人游申请资料。可以选择报一个正规有资质的旅行团或者聘请口碑好的当地导游。若签订正式旅游合同,多留意合同中有关安全事故的理赔范围和要求。如遇紧急情况,要保持镇定,及时寻找工作人员或报警求助。

参加海上游玩项目,要了解自身水性及身体状况,根据个人实际选择游玩项目。要熟悉海上项目的安全系数、刺激程度,谨慎参加潜水等水上运动,游玩中务必穿戴好救生衣,听从专业人士指导。高龄或患有心脏病、高血压等游客切勿冒险,未成年人参与水上游乐项目必须有家长带领。

4. ‌防范海洋风险

参加海上旅游项目,应时刻关注天气和海况,严格遵守恶劣天气预警及提示,如遇大风浪、台风等恶劣天气或海滩插有红色警示旗等情况,应遵从警示提醒,切勿冒险出海或进行水上项目。出海前务必警惕灾难性海浪、离岸流等海洋风险,若收到灾害性海浪警报,应立即离开海岸,撤离到安全处避难。同时,注意潮汐变化,避免被困礁石无法回岸。尽量不要在礁石上逗留玩耍,礁石上青苔湿滑,附近暗流多,涨潮时海水容易淹没退路,引发意外安全事故。

近海航标和海上应急救援船(图均为原创图件)

意大利那不勒斯湾海水涨潮实况图、台风来临前夕的福建省泉州市大金门和小金门岛屿天气状况图和台风来临前夕的福建省厦门市鼓浪屿天气状况图(图均为原创图件)

总之,出海游玩安全是第一位,通过了解和遵守这些应急安全小提示,会让您的海上游玩体验既愉快又安全!‌‌

本期科普结束!小伙伴们,我们下期见!

本期参考文献:

[1] 陈于高, 吴文雄, 刘聪桂, 等. 龟山岛的热释光年代研究[J]. 核技术, 1999, 22, 10.

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[3] 陆东华. 台湾地区浅层地震活动性模型研究[D]. 中国地震局地球物理研究所, 硕士论文, 2023.

[4] 张海燕. 台湾龟山岛和绿岛热液气体组分及元素扩散分布[D]. 浙江大学, 硕士论文, 2013.

[5] 李海艳, 邵志刚, 马宏生, 等. 基于形变观测分析中国台湾东部花东纵谷断层运动特征[J].地学前缘, 2018, 1, 240-251.

[6] 龙小刚. 台湾碰撞带现今化壳变形场特征及其动力学成因的有限单元法模拟研究[D]. 中国地震局地壳应力研究所, 硕士论文, 2015.

[7] 吴啸龙. 台湾岛及其邻近区域弧-陆碰撞带现今地壳形变特征研究[D]. 长安大学, 博士论文, 2017.

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[9] 李忠伟, 徐智涛, 闫东晗, 等. 郯庐断裂带北延伊通-舒兰断裂四平段基于高分辨率遥感解译技术活动断层探察项目报告[R]. 吉林省地震局, 2020.

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[11] Xu, Z.T., Sun, L.Y., Ye, X.Q., et al. U–Pb geochronology and geochemistry of dikes in the Changbaishan Tianchi volcanic field (NE China) and their relations with the coeval Jingbohu and Longgang monogenetic volcanic fields. International Geology Review, 2023, 66 (3), 814-831.

[12] Ye, X.Q., Sun, L.Y., Xu Z.T., et al. Geochemistry and zircon U–Pb dating of Early Jurassic syenogranite in the Kaoshan area, southern part of the Zhangguangcai Range, NE China, and tectonic implications. Geological Journal, 2021, 57(1), 440-461.

[13] Xu, Z.T., Sun, J.G., Han, J.L., et al. Geochronology, geochemistry, and Pb–Hf isotopes of mineralization-related magmatism in the Dongyang gold deposit, Fujian Province, Southeastern China[J]. Canadian Journal of Earth Sciences, 2020, 57(5), 553-574.

本期作者:李萌萌 中国地震局火山研究所 吉林省地震局 工程师

徐智涛 中国地震局火山研究所 吉林省地震局 博士

叶希青 中国地震局火山研究所 吉林省地震局 工程师

孙立影 吉林地震台 吉林省地震局 助理工程师

Francesco·R 意大利那不勒斯维苏威火山观测站 那不勒斯费德里科二世大学 博士

李海艳 福建省地震局 博士

Sveva·R·M 意大利那不勒斯维苏威火山观测站 佛罗伦萨大学 博士

章鑫 广东省地震局 中国科学技术大学 博士

宋雨佳 中国地震局火山研究所 吉林省地震局 助理工程师

徐岳仁 中国地震局预测研究所 研究员

阮庆丰 吉林地震台 吉林省地震局 博士

李忠伟 吉林省震灾风险防治中心 吉林省地震局 高级工程师

闫东晗 吉林省震灾风险防治中心 吉林省地震局 工程师

任芳语 吉林地震台 吉林省地震局 助理工程师

伊藤·惠理 日本建筑研究所 研究员

张璇 吉林地震台 吉林省地震局 助理工程师

焉恒琦 吉林地震台 吉林省地震局 助理工程师

Daniel·O 意大利那不勒斯维苏威火山观测站 高级研究员

Mimmo·P 意大利卡塔尼亚埃特纳火山观测站 高级研究员

徐智恺 中国科学院 海洋研究所 博士后

张坤 东北师范大学 地理科学学院 博士后

顾国辉 中国地震局火山研究所 吉林省地震局 工程师

孙永刚 中国科学技术大学 地球和空间科学学院 博士后

褚小磊 东南大学 计算机科学与工程学院 博士

Arsène·T·S 刚果(金)共和国 戈马火山观测站 助理研究员

关升 中国地震局火山研究所 吉林省地震局 工程师

Matteo·S 意大利地球物理与火山研究所(罗马) 法国里昂第一大学(自然科学院) 博士

Priyeshu·S 印度地磁研究所 (印度孟买) 研究员

声明:本期文中所有图片及文字均为公益科普,不存在任何商业价值

来源: 中国地震局火山研究所 徐智涛