2022年1月15日凌晨格林威治時(shí)間4點(diǎn)10分 (北京時(shí)間當(dāng)日中午12點(diǎn)10分，湯加時(shí)間當(dāng)日下午5點(diǎn)10分)，位于南太平洋島國(guó)湯加境內(nèi)的水下火山Hunga Tonga繼14日開始噴發(fā)后，又發(fā)生了劇烈噴發(fā)。

火山學(xué)家們把這次噴發(fā)稱為“21世紀(jì)至今最劇烈的火山噴發(fā)”：引發(fā)的地震達(dá)到里氏5.8級(jí)，并且罕見地引起了海嘯，使得太平洋沿岸的國(guó)家(比如斐濟(jì)，澳大利亞，日本和美國(guó)) 紛紛響起海嘯預(yù)警。

這次讓湯加幾乎舉國(guó)失聯(lián)的火山，到底是個(gè)什么來(lái)頭？這次噴發(fā)，真的意味著地球已經(jīng)或即將趨于紊亂嗎？

湯加火山已蘇醒？這么多年它也沒睡呀

湯加一直是地震與火山多發(fā)的國(guó)家。因?yàn)樗牡乩砦恢锰厥?，恰好位于太平洋板塊和印度-澳洲板塊之間的“匯聚型板塊邊界”上，也是地球上火山地震最活躍的環(huán)太平洋火弧上，地質(zhì)活動(dòng)十分活躍。

最近“搞事情”的火山，全名是Hunga Tonga-Hunga Ha"apai火山，位于湯加首都以北叫做Hunga Tonga和Hunga Ha"apai的兩座島之間）——在湯加語(yǔ)中，“Hunga”就是“火山噴發(fā)”的意思。

一座島的名字叫“火山噴發(fā)”，顧名思義，大概也能猜出它幾分來(lái)頭：它是一座由火山噴發(fā)后的山頂塌陷形成的火山，因?yàn)榛鹕巾斏贤ǔＳ幸粋€(gè)大坑，所以也叫“破火山口式”火山（caldera）。

另外也就是說(shuō)，這座火山的簡(jiǎn)稱Hunga Tonga的字面意思就是“湯加火山噴發(fā)”……這次噴發(fā)的是“湯加火山噴發(fā)”火山。

與盾狀火山和復(fù)合式火山相比，破火山口火山的巖漿體系通常比較大，噴發(fā)規(guī)模較大，噴發(fā)周期也較長(zhǎng)（多為百年及以上）：通常需要先經(jīng)歷一系列小型噴發(fā)，直到位于地下的巖漿積攢到一次劇烈噴發(fā)，巖漿房（可以近似看成一個(gè)紙箱子）在短時(shí)間內(nèi)噴出大量巖漿，之后“紙殼”無(wú)法承受頂上巖石的重量，最終使山頂塌陷，從而形成一個(gè)破火山口。

Hunga tonga-Hunga Ha"apai破火山口結(jié)構(gòu)示意圖。黑色虛線表示破火山口范圍丨theconversation.com

當(dāng)破火山口體系趨于穩(wěn)定后，火山的噴發(fā)就會(huì)要么停止，要么規(guī)模變得很小。例如，意大利的坎皮佛萊格瑞火山，曾在過去1萬(wàn)年內(nèi)每隔幾十到一百多年便噴發(fā)一次，但自1538年最后一次VEI3噴發(fā)起，至今未再噴發(fā)，標(biāo)志著巖漿體系達(dá)到了相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。

這次噴發(fā)的湯加火山，上一次劇烈噴發(fā)的時(shí)間不能完全確定。有一種說(shuō)法是發(fā)生在近1000年之前，這一年齡是新西蘭奧克蘭大學(xué)的Shane Cronin 教授及合作者通過對(duì)該火山噴落到幾十公里遠(yuǎn)處的火山灰進(jìn)行碳14定年獲得的。

今天，“湯加火山已蘇醒”一度占據(jù)了熱搜榜首。但問題是：千年前的劇烈噴發(fā)之后，湯加火山并未睡著。

20世紀(jì)以來(lái)，這里發(fā)生過4次記錄在冊(cè)的噴發(fā)，分別發(fā)生在1912年、1988年、2009年和2014-2015年。和最近這次噴發(fā)不同，那4次都是小規(guī)模噴發(fā)，并未引起特別大的災(zāi)害。

圖丨Google Earth衛(wèi)星圖像

根據(jù)Google earth pro的衛(wèi)星圖像，湯加火山的形態(tài)在過去十年內(nèi)仍然在隨著噴發(fā)的進(jìn)行而發(fā)生變化，尤其是2015年噴發(fā)以后，在前文提到的兩島中間出現(xiàn)了一個(gè)新的火山錐，應(yīng)該也是本次噴發(fā)噴出的地方。

這次湯加火山爆發(fā)是多少級(jí)？目前還不能確認(rèn)

這次湯加火山爆發(fā)后，網(wǎng)上有很多關(guān)于它的討論（流言），比如下圖——

再比如下圖，直接明確了“到達(dá)7級(jí)”——

這個(gè)截圖中羅列的其他深遠(yuǎn)影響目前尚不能判斷。我只能說(shuō)：看起來(lái)最基礎(chǔ)的“1”，關(guān)于湯加火山的噴發(fā)等級(jí)，是錯(cuò)誤的——因?yàn)闆]有任何官方數(shù)據(jù)表明此次湯加火山噴發(fā)的VEI級(jí)會(huì)是幾級(jí)。

火山噴發(fā)規(guī)模，確實(shí)通常以VEI（火山爆發(fā)指數(shù)）來(lái)表示。目前，火山爆發(fā)指數(shù)VEI最低為0級(jí)，最高為8級(jí)。

VEI主要以噴發(fā)產(chǎn)物來(lái)衡量，包括：

（1）噴出物質(zhì)（包括熔巖流，火山碎屑，火山灰等各種噴發(fā)產(chǎn)物）的總體積；

（2）噴出氣柱的高度；

（3）噴發(fā)持續(xù)的時(shí)間。

噴出物質(zhì)的總體積是目前最廣泛使用的VEI級(jí)數(shù)判定標(biāo)準(zhǔn)：

小于1萬(wàn)立方米的，屬于VEI 0級(jí)；

超過1萬(wàn)，屬于VEI 1級(jí)；

VEI 2級(jí)則要求是1級(jí)的100倍，也就是達(dá)到100萬(wàn)立方米；

之后，VEI級(jí)數(shù)每升高一級(jí)，噴出物的總體積值需要提高10倍。

不同VEI級(jí)別的火山噴發(fā)。目前為止VEI達(dá)到8級(jí)的噴發(fā)都發(fā)生在距今至少2萬(wàn)年之前，VEI 8級(jí)噴發(fā)在我們的有生之年發(fā)生的概率極小。丨geology.com

回到這次湯加火山，不管是6級(jí)還是7級(jí)，都不是眼下就可以得出的結(jié)論。因?yàn)?strong>判斷火山噴發(fā)的規(guī)模與判斷地震規(guī)模，并不是同一個(gè)概念：

地震發(fā)生時(shí)，能量幾乎在地殼破裂的一瞬間全部釋放，因此可以立即測(cè)出地震的震級(jí)；

而火山噴發(fā)時(shí)，也會(huì)相伴發(fā)生地震，能量會(huì)隨噴發(fā)產(chǎn)物的噴出而逐漸釋放，只有當(dāng)噴發(fā)結(jié)束后或接近尾聲時(shí)才能確定其規(guī)?；騐EI指數(shù)。

目前，湯加火山的此次噴發(fā)似乎并沒有停下來(lái)的趨勢(shì)，因此從理論上來(lái)說(shuō)，無(wú)法立刻判斷VEI級(jí)數(shù)。

這次湯加火山噴發(fā)，會(huì)帶來(lái)“無(wú)夏之年”？

網(wǎng)傳的信息中，還提到一點(diǎn)：

這次湯加火山噴發(fā)，比菲律賓那次還要嚴(yán)重。

看起來(lái)，“菲律賓那次”應(yīng)該是指1991年春天的菲律賓皮納圖博火山噴發(fā)。那次噴發(fā)造成1991和1992年全球平均氣溫在兩年內(nèi)比以往平均冷上0.5攝氏度。

皮納圖博火山噴發(fā)后的大氣層（航天飛機(jī)在1991年8月8日南美上空拍攝）丨NASA

根據(jù)數(shù)據(jù)記錄，菲律賓皮納圖博火山噴發(fā)的VEI級(jí)數(shù)為6級(jí)，噴發(fā)氣柱達(dá)到40公里高，使得噴發(fā)釋放的大量二氧化硫得以進(jìn)入平流層，從而傳播到世界各地的大氣層中。

相比之下，湯加火山這次噴發(fā)的氣柱也就20多公里。而且，湯加火山的巖漿體系比皮納圖博的硫含量更低（酸性可能更低）、而且有很大部分在水下噴發(fā)，不排除有一部分火山氣體會(huì)被海水溶解，湯加火山能夠釋放的二氧化硫當(dāng)量也應(yīng)該不會(huì)超過皮納圖博。

“二氧化硫”是火山噴發(fā)后影響氣溫最關(guān)鍵的因素之一。二氧化硫火山氣柱/云團(tuán)中與其他成分反應(yīng)形成硫酸及其他能夠反射陽(yáng)光的化合物，從而降低當(dāng)?shù)氐臍鉁?。?dāng)火山釋放的二氧化硫達(dá)到一定量，就會(huì)影響氣溫，而且二氧化硫越多，降溫作用越明顯。

當(dāng)年菲律賓火山向大氣中排放的二氧化硫大約有2000萬(wàn)噸，那這次湯加火山呢？

根據(jù)密歇根理工大學(xué)火山學(xué)家Simon Carn教授1月17日凌晨2點(diǎn)（格林威治時(shí)間）的推文，他引用了美國(guó)航空航天局NASA衛(wèi)星測(cè)量數(shù)據(jù)，指出：截止16日，湯加火山噴發(fā)釋放的二氧化硫含量為420.53千噸。

也就是說(shuō)，目前湯加火山的二氧化硫釋放量?jī)H相當(dāng)于皮納圖博的2%，如果后期不再有大規(guī)模爆發(fā)，接下來(lái)產(chǎn)生全球性影響的概率很低，因此，這次湯加火山的噴發(fā)很難達(dá)到當(dāng)年菲律賓火山導(dǎo)致的“全球降溫0.5攝氏度”。

相比起來(lái)，湯加火山的這一次噴發(fā)，更類似于1883年印尼喀拉喀托火山的爆發(fā)，有相似的強(qiáng)烈火山地震、海嘯和露出海平面的火山垮塌沉入海洋中，但未必能引起所謂“無(wú)夏之年”， 至于還會(huì)引發(fā)更多的地球系統(tǒng)紊亂，更是沒有依據(jù)。

雖然但是……火山灰也足夠糟糕了……

綜合下來(lái)，這次湯加火山噴發(fā)的最大特點(diǎn)，大概就是噴出了大量的火山灰。雖然還不能完全統(tǒng)計(jì)爆發(fā)的級(jí)數(shù)，但目前看來(lái)，這些火山灰?guī)?lái)的麻煩，也足夠棘手了。

根據(jù)報(bào)道，16日噴發(fā)時(shí)產(chǎn)生的火山灰云團(tuán)高達(dá)十幾公里，使得從新西蘭趕來(lái)營(yíng)救的飛機(jī)都難以降落。

這是因?yàn)?，出于安全考慮，飛機(jī)不能在火山灰密集的地方飛行。因?yàn)?strong>火山灰一旦進(jìn)入飛機(jī)引擎內(nèi)，可能導(dǎo)致引擎過熱、失控，非常危險(xiǎn)。2011年冰島火山的VEI4級(jí)噴發(fā)也曾產(chǎn)生大量火山灰，被風(fēng)吹向歐洲大陸，使得幾個(gè)月內(nèi)歐洲-美洲的很多重要航線被迫關(guān)閉 。

此外，火山灰還可能影響通訊：它的導(dǎo)電性和腐蝕性，可以使露天架設(shè)的電線短路。這次，湯加境內(nèi)的通訊在噴發(fā)開始時(shí)被切斷，目前大多數(shù)通訊還沒有恢復(fù)——這其中，很可能就包括火山灰的影響。

另外，這些火山灰，會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)睾褪艿讲暗牡貐^(qū)的居民生活產(chǎn)生直接的影響，包括：堆積在建筑屋頂?shù)幕鹕交遥鄯e到一定厚度后，可能是建筑產(chǎn)生裂縫，甚至倒塌；還可能污染當(dāng)?shù)厮矗纬伤嵊辏虝r(shí)間影響當(dāng)?shù)貧鉁氐鹊取?/p>

還有就是，看到上圖時(shí)想起來(lái)：火山灰溫度可達(dá)兩三百攝氏度，而且具有腐蝕性，萬(wàn)一落到身上會(huì)容易造成燒傷。

一手影像資料誠(chéng)可貴，但是，如果你或你的朋友在這次湯加火山灰會(huì)波及的地區(qū)——

請(qǐng)盡量待在室內(nèi)或提醒對(duì)方待在室內(nèi)；另外，因?yàn)榛鹕絿姲l(fā)物有可能污染水源，因此，在距離火山噴發(fā)比較近的地區(qū)，盡量不要飲用自來(lái)水，注意檢查生活用水的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]Forni, F., Degruyter, W., Bachmann, O., De Astis, G, and Mollo, S. (2018) Long-term magmatic evolution reveals the beginning of a new caldera cycle at Campi Flegrei, Science Advances, 4 (11),eaat9401. DOI: 10.1126/sciadv.aat9401.

[2]https://theconversation.com/why-the-volcanic-eruption-in-tonga-was-so-violent-and-what-to-expect-next-175035

[3]https://www-science-org.ezp.lib.cam.ac.uk/content/article/massive-volcanoes-could-cool-earth-more-warming-world

[4]https://www.aljazeera.com/news/2022/1/16/tsunami-threat-recedes-volcano-ash-hinders-response-in-tonga

[5]https://www.theguardian.com/world/2011/may/22/iceland-grimsvotn-volcano-shuts-airport

本文來(lái)自微信公眾號(hào)“果殼”（ID：Guokr42），作者：李蔚然，編輯：麥芽楊，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。

關(guān)鍵詞： 火山 湯加 可沒