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冰島進入緊急狀態,即將發生火山爆發?冰與火的碰撞之下會發生什么?

來源:北京科技報    發布日期:2023-11-18 10:25:59   閱讀量:0

近日,位于冰島西南部的雷克雅內斯半島地震活動顯著增加。由于擔心地震可能引發火山爆發,冰島于當地時間11月11日宣布進入緊急狀態,警方敦促相關地區居民撤離。有網友發出疑問:為什么地震變多就擔心火山爆發?如果冰島真的發生火山爆發,會產生什么影響?

撰文/記者 趙玲

審稿專家:蘇德辰(中國地質科學院地質研究所研究員)

近日,位于冰島西南部的雷克雅內斯半島地震活動顯著增加。由于擔心地震可能引發火山爆發,冰島于當地時間11月11日宣布進入緊急狀態,警方敦促相關地區居民撤離。有網友發出疑問:為什么地震變多就擔心火山爆發?如果冰島真的發生火山爆發,會產生什么影響?

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(圖源:央視新聞)

地震與火山噴發有什么聯系?

此次冰島宣布進入緊急狀態是因為擔心地震可能引發火山爆發,為什么會有此擔心呢?

需要明確的是,并不是所有的地震都會引起火山噴發,比如我國經常發生的那些地震,就與火山噴發一點關系都沒有。但是火山噴發之前,地下巖漿會產生劇烈運動,從而發生強烈的多次的地震。歷史上富士山幾次大的噴發之前都有強烈的地震發生。出于這樣的考量,科學家們才將地震作為一個重要的監測火山噴發的手段。

其實,火山噴發在冰島并不少見。因為這里是一個極其特殊的地方,雖名為“冰島”,但其實是由火山巖漿噴發之后的冷卻熔巖凝固而成的熾熱之島??梢哉f,冰島就是建立在火山上的國家,那里的火山噴發是持續不斷在進行的。

根據早期記載,雷克雅內斯半島在1210到1240年出現過持續的火山噴發,隨后進入漫長平靜期;這一平靜直到2020年被打破:當地開始出現愈發頻繁的淺源地震和地表形變,直到2021年3月19日,巖漿最終涌出地表并緩慢地噴發了6個月左右,隨后在2022年8月、2023年7月出現了后續的兩次噴發。如果本次最終形成火山噴發,將是這一活動期的第4次噴發。

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▲2021年雷克雅內斯半島上的火山噴發,甚至一度成為了景點,可以讓人近距離感受火山(圖源:Iceland Aerials)

按照以往的經驗來看,冰島的火山噴發多為溢流式,個別為爆發式。溢流式的破壞力基本上只限于巖漿所到之地,而巖漿作為液體,擴散力終究不如火山灰之類的物質。所以,通常來說,巖漿的殺傷力很大,但范圍受限。

如果此次冰島的火山噴發為爆發式,把大量的二氧化碳和火山灰釋放到空氣中,那必然會對當地生態和全球氣候產生重要影響。

當我們將目光放在冰島火山的時候,需要注意的是,全球有幾座其他火山也迎來了活躍,如意大利的埃特納火山和墨西哥的波波卡特佩特火山,都發生了新的噴發,美國的圣海倫斯火山周邊的地震頻率也上升了。

但不用過分憂慮,因為全世界的火山數量非常多,在全球的尺度上,任何時候都有多座火山處于活躍狀態,甚至在噴發中。如果哪一天地球上所有火山都保持平靜,那才是不得了的大事情。

全球火山噴發形成了哪些奇觀?

陸地上的火山經常成群出現,稱為火山群。海洋環境的火山群常呈弧形分布,稱為火山弧或火山島弧。為了區分不同的火山,火山學家根據火山錐體的發育程度、火山噴出物的狀態(熔巖、火山碎屑的比例)、火山噴發的強度把現代火山依次分為夏威夷式(Hawaiian eruption)、斯通博利式(Strombolian eruption)、烏爾卡諾式(Vulcanian eruption)、培雷式(Peléan eruption)及維蘇威式(Vesuvian eruption)。

需要說明的是,在相鄰兩類噴發之間并沒有截然的界線,同一個火山噴發可以出現不同的命名。毀滅龐貝古城的火山噴發就是維蘇威式火山,在現在的文獻中更常稱為普林尼式(Plinian),這是因為普林尼叔侄是古羅馬時代最早記錄下維蘇威火山爆發的學者。在觀察維蘇威火山噴發期間,老普林尼被火山噴發奪去了生命,人們以此表示對偉大學者的敬重。

2022年1月發生的湯加火山大爆發是人類有火山記錄以來單位時間內噴發強度最大的,按照已有的分類應該屬于普林尼式。但因為湯加火山爆發的能量太過強大,多位火山學家建議將其命名為新的類型——湯加洪阿哈阿帕伊式火山。

人們通常認為火山爆發非常激烈,能夠迅速釋放出巨大的能量。但其實火山活動有多種不同的類型:有的火山已經連續噴發幾十萬年,每隔幾年就有一次噴發,卻并不劇烈;還有的火山會有大量的巖漿從一個通道涌到海里,就像煉鋼爐中的鋼水一樣;也有的火山流動速度比較緩慢,人可以非常近距離地接近它,甚至可以用特殊的工具到現場抓取巖漿樣品;有的巖漿噴出來后,一邊流動,一邊固結,從而形成很多小的褶皺,在巖漿繼續向前流動的時候,那些褶皺就會擰起來,像一捆一捆的繩子,由此形成的巖石稱為繩狀熔巖。

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▲1989年基拉韋厄火山噴發的繩狀熔巖

受巖漿成分、所處的大地構造位置、火山通道、噴發時間等多種因素的影響,火山的規模千差萬別。

俄羅斯堪察加半島的克留契夫火山相對高度達4649米(海拔高度4754米),火山口的直徑為625米,是亞洲境內最大的活火山,誕生6000多年來,一直處于活動狀態,2021年還在噴發。

地球上最高的火山是位于智利和阿根廷邊界的奧霍斯德爾薩拉多火山,它的海拔高度為6893米。

夏威夷群島的冒納羅亞火山海拔高度為4205米,然而它的底座位于海平面之下約6000米深的太平洋海底,海床下面還有8000米。即使從大洋底計算,它的高度已經超過10000米,因此,冒納羅亞火山是世界上相對高度最大的山峰。

2013年,美國科學家威廉姆?薩格爾教授發現了地球上最大的超級單體火山——大塔穆火山。它位于日本以東約1600千米的太平洋中,火山的最高點在海平面之下2000米,火山的基座距離海平面6400米?;鹕介L約650千米,寬約450千米,總面積31萬平方千米,相當于我國山西和山東兩省面積的總和。

之前,人們想當然地認為這是由多個火山噴發機構組成的復合火山。因為現今地球上最大的活火山(夏威夷火山)的體積比大塔穆火山要小得多,卻由5個獨立的火山組成。然而經過20余年的研究,薩格爾和他的團隊用地震反射剖面和大洋鉆探獲取的巖心數據證明,大塔穆是巖漿經由一個火山口噴發而成的超級單體火山。

中國是不是沒有發生過火山爆發?

世界范圍內的火山種類多種多樣,那么中國的火山情況如何呢?我們知道,現代火山通常分為活火山、休眠火山和死火山。中國缺少現代的活火山,但卻是一個多火山的國家,原因在于有大量地史時期的古火山。

比較常見的有古火山口、熔巖噴發時形成的枕狀熔巖、巖漿冷凝時形成的柱狀節理,還有外力侵蝕風化形成的火山巖峽谷、長崖、峰叢、石柱、障谷、一線天等。從空間分布上看,由火山作用直接形成的各類火山地貌以及經外動力作用改造過的火山地貌景觀不計其數。2017年完成的中國地質遺跡調查數據顯示,中國有世界級火山遺跡9處,國家級火山地貌遺跡42處,省級火山地質遺跡119處,分布于全國21個省級行政區,其中西藏、黑龍江、浙江、福建、云南、四川、新疆等地的火山地質遺跡最為發育。從時間上看,遍布主要的地質時代。

中國的現代火山主要分布在中國東部的大陸邊緣和青藏高原兩個大的區域。東部的火山主要位于黑龍江的五大連池和鏡泊湖,吉林的長白山、伊通,遼寧的寬甸,內蒙古的哈拉哈、達來諾爾,山西的大同,山東的蓬萊、昌樂,江蘇的六合,安徽的嘉山,福建的明溪,臺灣的大屯、基隆,廣東的雷州半島,海南的瓊北,云南的騰沖和廣西的潿洲島;青藏高原的現代火山主要包括阿什庫勒、大紅柳灘、康西瓦、可可西里、獅泉河等。

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▲長白山天池(圖源:視覺中國)

那么,為什么中國有這么多火山,但是我們卻幾乎沒有看到過國內火山爆發的新聞呢?

這是因為新中國成立之后第一次也是唯一一次關于火山噴發的報道發生在1951年。

1951年5月27日,新疆阿什庫勒火山群中的阿什火山有過一次噴發,成為中國大陸最近的一次火山噴發?!缎陆請蟆吩诋斈?月5日的報道中寫道:“在于田縣蘇巴什以南,昆侖大坂西溝一帶,5月27日上午9時50分發生火山爆發。第一次爆發時只見一個山頭上發出轟隆巨響,接著煙灰像一根大圓柱似的自山頂冒出。接著又連續爆發了3次, 每次只隔幾分鐘,未發出巨響,只有煙灰上冒。以后幾天又看到火山冒煙……”

在我國現有的火山中,長白山是比較受關注的一個。它是由火山噴發形成的巨大的火山錐,中間有一個大的火山口,整體上呈現鍋底的形態,火山口里匯集了幾十億噸的冰雪融水。也就是說,長白山天池里有一大盆掛在高處的、很危險的幾十億噸的水。且長白山是一個休眠火山,地下的巖漿活動并沒有停止,早晚會噴發,甚至有的科學家預測它離噴發的時間已經越來越近了。如果長白山火山造成大規模噴發的話,巖漿中攜帶的有毒氣體和現有的水相結合,將會造成比較大的災害。

考慮到長白山天池的危險因素,科學家們對長白山火山噴發做了應急預案。首先是日夜不停地監測長白山下面的地震情況,其次是密切關注地表和地下深處的巖石溫度、應力場等變化,以便第一時間監測到最新情況,并為民眾疏散提供預警。

說到火山噴發,普通人難免恐懼。因為火山噴發后的巖漿可能會致命,其形成的火山灰會造成水資源污染,危害動植物的安全;產生的二氧化硫會造成酸雨等等。但除了這些壞處,火山噴發其實還有好處。

富士山、長白山等火山的山腳下有大量居民居住,這是因為火山灰是優質的肥料,可以為植物提供養分?;鹕絿姵鑫镞€是非常好的建筑材料,如浮石,其密度遠低于正常的石頭,甚至可以浮在水面上,有很多的用途。另外,火山噴發還有可能將地下很深處的金剛石帶到地表或近地表,具有極大的經濟效益。

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▲鏡泊湖世界地質公園熔巖塌陷形成的瀑布

還有一些火山雖然在噴發,但危害性不高,反而變成了旅游勝地,吸引了眾多游客。如果你認為這種還在噴發的火山還是具有一定的危險性,那么死火山轉成的旅游景點一定更合你的胃口。中國的很多景區都是過去火山噴發以后遺留下來的,如長白山、鏡泊湖、五大連池、大同火山等,都成為了非常受歡迎的旅游景點。

對于人類來講,火山既有災害的一面,也有有利的一面,我們要正確看待火山噴發的利弊。

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