撰文/记者 赵玲

审稿专家:苏德辰(中国地质科学院地质研究所研究员)

近日,位于冰岛西南部的雷克雅内斯半岛地震活动显著增加。由于担心地震可能引发火山爆发,冰岛于当地时间11月11日宣布进入紧急状态,警方敦促相关地区居民撤离。有网友发出疑问:为什么地震变多就担心火山爆发?如果冰岛真的发生火山爆发,会产生什么影响?

(图源:央视新闻)

地震与火山喷发有什么联系?

此次冰岛宣布进入紧急状态是因为担心地震可能引发火山爆发,为什么会有此担心呢?

需要明确的是,并不是所有的地震都会引起火山喷发,比如我国经常发生的那些地震,就与火山喷发一点关系都没有。但是火山喷发之前,地下岩浆会产生剧烈运动,从而发生强烈的多次的地震。历史上富士山几次大的喷发之前都有强烈的地震发生。出于这样的考量,科学家们才将地震作为一个重要的监测火山喷发的手段。

其实,火山喷发在冰岛并不少见。因为这里是一个极其特殊的地方,虽名为“冰岛”,但其实是由火山岩浆喷发之后的冷却熔岩凝固而成的炽热之岛。可以说,冰岛就是建立在火山上的国家,那里的火山喷发是持续不断在进行的。

根据早期记载,雷克雅内斯半岛在1210到1240年出现过持续的火山喷发,随后进入漫长平静期;这一平静直到2020年被打破:当地开始出现愈发频繁的浅源地震和地表形变,直到2021年3月19日,岩浆最终涌出地表并缓慢地喷发了6个月左右,随后在2022年8月、2023年7月出现了后续的两次喷发。如果本次最终形成火山喷发,将是这一活动期的第4次喷发。

▲2021年雷克雅内斯半岛上的火山喷发,甚至一度成为了景点,可以让人近距离感受火山(图源:Iceland Aerials)

按照以往的经验来看,冰岛的火山喷发多为溢流式,个别为爆发式。溢流式的破坏力基本上只限于岩浆所到之地,而岩浆作为液体,扩散力终究不如火山灰之类的物质。所以,通常来说,岩浆的杀伤力很大,但范围受限。

如果此次冰岛的火山喷发为爆发式,把大量的二氧化碳和火山灰释放到空气中,那必然会对当地生态和全球气候产生重要影响。

当我们将目光放在冰岛火山的时候,需要注意的是,全球有几座其他火山也迎来了活跃,如意大利的埃特纳火山和墨西哥的波波卡特佩特火山,都发生了新的喷发,美国的圣海伦斯火山周边的地震频率也上升了。

但不用过分忧虑,因为全世界的火山数量非常多,在全球的尺度上,任何时候都有多座火山处于活跃状态,甚至在喷发中。如果哪一天地球上所有火山都保持平静,那才是不得了的大事情。

全球火山喷发形成了哪些奇观?

陆地上的火山经常成群出现,称为火山群。海洋环境的火山群常呈弧形分布,称为火山弧或火山岛弧。为了区分不同的火山,火山学家根据火山锥体的发育程度、火山喷出物的状态(熔岩、火山碎屑的比例)、火山喷发的强度把现代火山依次分为夏威夷式(Hawaiian eruption)、斯通博利式(Strombolian eruption)、乌尔卡诺式(Vulcanian eruption)、培雷式(Peléan eruption)及维苏威式(Vesuvian eruption)。

需要说明的是,在相邻两类喷发之间并没有截然的界线,同一个火山喷发可以出现不同的命名。毁灭庞贝古城的火山喷发就是维苏威式火山,在现在的文献中更常称为普林尼式(Plinian),这是因为普林尼叔侄是古罗马时代最早记录下维苏威火山爆发的学者。在观察维苏威火山喷发期间,老普林尼被火山喷发夺去了生命,人们以此表示对伟大学者的敬重。

2022年1月发生的汤加火山大爆发是人类有火山记录以来单位时间内喷发强度最大的,按照已有的分类应该属于普林尼式。但因为汤加火山爆发的能量太过强大,多位火山学家建议将其命名为新的类型——汤加洪阿哈阿帕伊式火山。

人们通常认为火山爆发非常激烈,能够迅速释放出巨大的能量。但其实火山活动有多种不同的类型:有的火山已经连续喷发几十万年,每隔几年就有一次喷发,却并不剧烈;还有的火山会有大量的岩浆从一个通道涌到海里,就像炼钢炉中的钢水一样;也有的火山流动速度比较缓慢,人可以非常近距离地接近它,甚至可以用特殊的工具到现场抓取岩浆样品;有的岩浆喷出来后,一边流动,一边固结,从而形成很多小的褶皱,在岩浆继续向前流动的时候,那些褶皱就会拧起来,像一捆一捆的绳子,由此形成的岩石称为绳状熔岩。

▲1989年基拉韦厄火山喷发的绳状熔岩

受岩浆成分、所处的大地构造位置、火山通道、喷发时间等多种因素的影响,火山的规模千差万别。

俄罗斯堪察加半岛的克留契夫火山相对高度达4649米(海拔高度4754米),火山口的直径为625米,是亚洲境内最大的活火山,诞生6000多年来,一直处于活动状态,2021年还在喷发。

地球上最高的火山是位于智利和阿根廷边界的奥霍斯德尔萨拉多火山,它的海拔高度为6893米。

夏威夷群岛的冒纳罗亚火山海拔高度为4205米,然而它的底座位于海平面之下约6000米深的太平洋海底,海床下面还有8000米。即使从大洋底计算,它的高度已经超过10000米,因此,冒纳罗亚火山是世界上相对高度最大的山峰。

2013年,美国科学家威廉姆•萨格尔教授发现了地球上最大的超级单体火山——大塔穆火山。它位于日本以东约1600千米的太平洋中,火山的最高点在海平面之下2000米,火山的基座距离海平面6400米。火山长约650千米,宽约450千米,总面积31万平方千米,相当于我国山西和山东两省面积的总和。

之前,人们想当然地认为这是由多个火山喷发机构组成的复合火山。因为现今地球上最大的活火山(夏威夷火山)的体积比大塔穆火山要小得多,却由5个独立的火山组成。然而经过20余年的研究,萨格尔和他的团队用地震反射剖面和大洋钻探获取的岩心数据证明,大塔穆是岩浆经由一个火山口喷发而成的超级单体火山。

中国是不是没有发生过火山爆发?

世界范围内的火山种类多种多样,那么中国的火山情况如何呢?我们知道,现代火山通常分为活火山、休眠火山和死火山。中国缺少现代的活火山,但却是一个多火山的国家,原因在于有大量地史时期的古火山。

比较常见的有古火山口、熔岩喷发时形成的枕状熔岩、岩浆冷凝时形成的柱状节理,还有外力侵蚀风化形成的火山岩峡谷、长崖、峰丛、石柱、障谷、一线天等。从空间分布上看,由火山作用直接形成的各类火山地貌以及经外动力作用改造过的火山地貌景观不计其数。2017年完成的中国地质遗迹调查数据显示,中国有世界级火山遗迹9处,国家级火山地貌遗迹42处,省级火山地质遗迹119处,分布于全国21个省级行政区,其中西藏、黑龙江、浙江、福建、云南、四川、新疆等地的火山地质遗迹最为发育。从时间上看,遍布主要的地质时代。

中国的现代火山主要分布在中国东部的大陆边缘和青藏高原两个大的区域。东部的火山主要位于黑龙江的五大连池和镜泊湖,吉林的长白山、伊通,辽宁的宽甸,内蒙古的哈拉哈、达来诺尔,山西的大同,山东的蓬莱、昌乐,江苏的六合,安徽的嘉山,福建的明溪,台湾的大屯、基隆,广东的雷州半岛,海南的琼北,云南的腾冲和广西的涠洲岛;青藏高原的现代火山主要包括阿什库勒、大红柳滩、康西瓦、可可西里、狮泉河等。

▲长白山天池(图源:视觉中国)

那么,为什么中国有这么多火山,但是我们却几乎没有看到过国内火山爆发的新闻呢?

这是因为新中国成立之后第一次也是唯一一次关于火山喷发的报道发生在1951年。

1951年5月27日,新疆阿什库勒火山群中的阿什火山有过一次喷发,成为中国大陆最近的一次火山喷发。《新疆日报》在当年7月5日的报道中写道:“在于田县苏巴什以南,昆仑大坂西沟一带,5月27日上午9时50分发生火山爆发。第一次爆发时只见一个山头上发出轰隆巨响,接着烟灰像一根大圆柱似的自山顶冒出。接着又连续爆发了3次, 每次只隔几分钟,未发出巨响,只有烟灰上冒。以后几天又看到火山冒烟……”

在我国现有的火山中,长白山是比较受关注的一个。它是由火山喷发形成的巨大的火山锥,中间有一个大的火山口,整体上呈现锅底的形态,火山口里汇集了几十亿吨的冰雪融水。也就是说,长白山天池里有一大盆挂在高处的、很危险的几十亿吨的水。且长白山是一个休眠火山,地下的岩浆活动并没有停止,早晚会喷发,甚至有的科学家预测它离喷发的时间已经越来越近了。如果长白山火山造成大规模喷发的话,岩浆中携带的有毒气体和现有的水相结合,将会造成比较大的灾害。

考虑到长白山天池的危险因素,科学家们对长白山火山喷发做了应急预案。首先是日夜不停地监测长白山下面的地震情况,其次是密切关注地表和地下深处的岩石温度、应力场等变化,以便第一时间监测到最新情况,并为民众疏散提供预警。

说到火山喷发,普通人难免恐惧。因为火山喷发后的岩浆可能会致命,其形成的火山灰会造成水资源污染,危害动植物的安全;产生的二氧化硫会造成酸雨等等。但除了这些坏处,火山喷发其实还有好处。

富士山、长白山等火山的山脚下有大量居民居住,这是因为火山灰是优质的肥料,可以为植物提供养分。火山喷出物还是非常好的建筑材料,如浮石,其密度远低于正常的石头,甚至可以浮在水面上,有很多的用途。另外,火山喷发还有可能将地下很深处的金刚石带到地表或近地表,具有极大的经济效益。

▲镜泊湖世界地质公园熔岩塌陷形成的瀑布

还有一些火山虽然在喷发,但危害性不高,反而变成了旅游胜地,吸引了众多游客。如果你认为这种还在喷发的火山还是具有一定的危险性,那么死火山转成的旅游景点一定更合你的胃口。中国的很多景区都是过去火山喷发以后遗留下来的,如长白山、镜泊湖、五大连池、大同火山等,都成为了非常受欢迎的旅游景点。

对于人类来讲,火山既有灾害的一面,也有有利的一面,我们要正确看待火山喷发的利弊。

来源: 北京科技报社

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