當(dāng)?shù)貢r間12月9日,新西蘭的懷特島火山突然爆發(fā),導(dǎo)致8人死亡,31人受傷,另有8人下落不明。與常見的巖漿型火山活動不同,這次火山爆發(fā)主要是由劇烈的蒸汽引發(fā)的,由此產(chǎn)生的火山灰更是被拋射到3000米的高空。正是這種特殊的爆發(fā)類型,使得懷特島火山在沒有任何準(zhǔn)確預(yù)警的情況下突然爆發(fā),造成慘重的傷亡。
早有預(yù)兆的爆發(fā)
事實上,懷特島的火山爆發(fā)早有預(yù)兆。早在10月30日,監(jiān)測人員就發(fā)現(xiàn)懷特島火山口的二氧化硫(SO2)氣體濃度增加,并且在巖漿的撞擊下,火山出現(xiàn)了2016年至今最強烈的震顫。11月18日,監(jiān)測機構(gòu)發(fā)現(xiàn)SO2氣體濃度持續(xù)上升,并發(fā)布了懷特島火山噴發(fā)2級警報,表示火山處于“中度”活躍狀態(tài),但并非即將爆發(fā)。
雖然上個月的監(jiān)測數(shù)據(jù)指出懷特島火山處于更危險的時期,但近期是否會爆發(fā)、具體何時爆發(fā),仍然難下結(jié)論。另外,正如地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測項目GeoNet的火山學(xué)家所言,這次火山爆發(fā)“很突然,持續(xù)時間很短暫”。不同于一些在噴發(fā)前有明顯跡象的火山,懷特島火山直至爆發(fā),也沒有給監(jiān)測機構(gòu)發(fā)布準(zhǔn)確預(yù)警的機會。那么,為什么準(zhǔn)確預(yù)測這次火山爆發(fā),會如此困難?
難以預(yù)測的射氣噴發(fā)
這個問題的答案,與懷特島火山的爆發(fā)方式有關(guān)。
懷特島火山是新西蘭最活躍的活火山。從2011年起,懷特島火山處于一個連續(xù)爆發(fā)的時期,但大多數(shù)只是小型的火山爆發(fā)。最近的一次較大的火山爆發(fā)出現(xiàn)在2011年,但幸運的是,這次火山爆發(fā)發(fā)生在夜間,并沒有游客在島上參觀。
這次火山爆發(fā)出現(xiàn)在白天。在此之前,蓄勢待發(fā)的巖漿聚集在火山的巖漿房中。爆發(fā)之前,這座火山的巖漿深度很淺,其攜帶的熱量與高溫氣體足以使地表和地下水形成活躍的熱液系統(tǒng)。
這時,火山內(nèi)巖石孔隙中的水處于過熱狀態(tài)。在這種情況下,任何外力過程,如地震、地下氣體的涌入,甚至是湖水水位的上升,都會打破熱液系統(tǒng)的脆弱平衡,導(dǎo)致這些熱液的壓力釋放,產(chǎn)生由蒸汽驅(qū)動的火山爆發(fā)。
由蒸汽驅(qū)動的火山爆發(fā),也稱為熱液噴發(fā)或射氣噴發(fā)(phreaticeruption)。這種火山爆發(fā)會導(dǎo)致水瞬間形成蒸汽,這個過程的速度甚至超過了音速。這時,水迅速膨脹到原始體積的1700倍,繼而產(chǎn)生災(zāi)難性的影響。
這種爆發(fā)產(chǎn)生的能量,足以粉碎巖石,撞開火山口,并將巖石碎片和火山灰噴射至空中。在這次懷特島的火山爆發(fā)中,火山灰更是被拋射到了距火山口3000米的高空。而這類火山噴發(fā)通常表現(xiàn)為前兆少,無法準(zhǔn)確預(yù)測爆發(fā)時間。
更多火山噴發(fā)類型
根據(jù)誘發(fā)火山噴發(fā)的物質(zhì)類型不同,火山噴發(fā)包括巖漿噴發(fā)、射氣-巖漿混合噴發(fā)和導(dǎo)致懷特島火山爆發(fā)的射氣噴發(fā)3大類。相比于主要由高溫氣體驅(qū)動的射氣噴發(fā),前兩種噴發(fā)方式主要是由于地下的巖漿逐漸上升至接近地表的位置,最終從裂隙中流出或噴出造成的。驅(qū)動方式的不同,也造成了預(yù)測難度的差異。
相比之下,兩種由巖漿驅(qū)動的火山噴發(fā)的后果往往更加嚴(yán)重,但監(jiān)測系統(tǒng)也更加完善。
2013年,菲律賓馬榮火山的射氣噴發(fā)持續(xù)了73秒。在噴發(fā)前24小時,沒有檢測到任何火山的地震活動,也沒有觀測到火山活動加劇的跡象,最終這次火山爆發(fā)導(dǎo)致了5名登山者死亡。
但射氣噴發(fā)的前兆少、缺乏研究數(shù)據(jù),這些因素?zé)o疑阻礙了對此類火山噴發(fā)的預(yù)警。
新西蘭地球科學(xué)研究和監(jiān)視機構(gòu)GNSScience的火山學(xué)家說,自懷特火山爆發(fā)以來,火山震顫加劇了,這表明火山內(nèi)部氣壓仍然很高,并且有可能進一步爆發(fā)。
在12月9日的爆發(fā)后,懷特島火山又出現(xiàn)了3次較小的噴發(fā)。目前,火山爆發(fā)的預(yù)警等級由4級重新降回了2級。但暫時無法確定的是,懷特島火山是否還會再次劇烈噴發(fā),也無法確定下次火山噴發(fā)的類型。