火山與地震

陳瑜

新西蘭豐盛灣地區(qū)懷特島發(fā)生火山噴發(fā)災(zāi)害，引發(fā)了大家對(duì)火山噴發(fā)話題的持續(xù)關(guān)注。在此次災(zāi)難之前，有過(guò)2014年日本中部御岳火山噴發(fā)，造成60多人死亡;2017年哥斯達(dá)黎加的火山噴發(fā)，迫使其所在的國(guó)家公園關(guān)閉并疏散附近城鎮(zhèn)。

近年來(lái)火山噴發(fā)報(bào)道頻見(jiàn)，這是否意味著地質(zhì)活動(dòng)比以前更加頻繁了？火山噴發(fā)是否只帶來(lái)溫室效應(yīng)？火山與地震是不是一對(duì)“孿生”兄弟？記者就此專訪了中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員、中國(guó)科學(xué)院院士劉嘉麒。

現(xiàn)在地質(zhì)活動(dòng)更加頻繁？

這種地質(zhì)現(xiàn)象是地球地質(zhì)作用的正常表現(xiàn)。

在此次新西蘭火山噴發(fā)災(zāi)害之前，不少人對(duì)2018年5月爆發(fā)的夏威夷基拉韋厄火山仍歷歷在目。

火山噴發(fā)災(zāi)害頻發(fā)，是否意味著地質(zhì)活動(dòng)更加頻繁了？

劉嘉麒告訴記者，火山是一個(gè)很重要的地質(zhì)現(xiàn)象?；鹕絿姲l(fā)一般需要具備三個(gè)基本條件，一是地下有巖漿;二是在巖漿上面應(yīng)該有個(gè)通道，即斷裂或裂谷;三是要有促使巖漿上涌的動(dòng)力，否則地下的巖漿也不一定噴到地表來(lái)，這樣的地質(zhì)條件往往出現(xiàn)在板塊俯沖帶或大陸裂谷帶，例如環(huán)太平洋帶。

每年在陸地、海洋發(fā)生的大小火山活動(dòng)差不多有五六十次，有的可能被人感知到了，有的在海底發(fā)生的火山噴發(fā)活動(dòng)卻沒(méi)有被人感知。

“火山活動(dòng)是一種地質(zhì)構(gòu)造作用，有時(shí)候比較活躍，有的時(shí)候相對(duì)消沉。在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)，表現(xiàn)也不同?！眲⒓西杩偨Y(jié)，目前來(lái)看，地球構(gòu)造活動(dòng)比較活躍，但也不是到了高峰期，“應(yīng)該說(shuō)現(xiàn)在的火山活動(dòng)是整個(gè)地球地質(zhì)作用的一個(gè)很正常的表現(xiàn)?！?h3>噴發(fā)會(huì)帶來(lái)溫室效應(yīng)？

溫室效應(yīng)還是陽(yáng)傘作用，要看噴發(fā)類型和規(guī)模。

火山噴發(fā)的很多氣體中包括二氧化碳，有人說(shuō)這是造成溫室效應(yīng)的元兇之一，這種說(shuō)法有依據(jù)嗎？

在劉嘉麒看來(lái)，這種說(shuō)法有一定的道理。

火山噴發(fā)時(shí)，特別是在噴發(fā)前，經(jīng)常會(huì)“冒煙”。

“火山噴發(fā)前，巖漿從地球深部往上升的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量氣體，因?yàn)闅怏w流動(dòng)性比較強(qiáng)，又比較輕，就先冒出來(lái)，好像山在‘冒煙，但跟我們?nèi)粘Ｉ钪兴f(shuō)的‘冒煙不是一回事?！眲⒓西杞忉?，火山噴出的氣體和火山灰等混在一起，形成“冒煙”假象。

火山噴出來(lái)的氣體，包括水蒸氣、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、二氧化硫等，其比重比空氣大，能在低空形成一個(gè)溫室層，阻礙地球表面釋放的能量往外邊擴(kuò)散，使地表溫度增高，便產(chǎn)生溫室效應(yīng)。

值得關(guān)注的是，火山噴發(fā)還有另一種作用，叫陽(yáng)傘作用。所謂陽(yáng)傘作用，就是火山噴出的氣體、火山灰，在高空形成一個(gè)氣溶膠層，這個(gè)氣溶膠層猶如地球空中的一把“遮陽(yáng)傘”，能阻擋太陽(yáng)光能量輻射到地球表面，致使地球表面溫度隨之降低，且陰雨天氣增多。

劉嘉麒總結(jié)，火山噴發(fā)有時(shí)會(huì)帶來(lái)溫室效應(yīng)，有時(shí)會(huì)引發(fā)陽(yáng)傘作用，二者效果完全相反，主要取決于火山噴發(fā)的類型和噴發(fā)的規(guī)模。如果火山噴發(fā)的是基性巖漿，規(guī)模小、爆發(fā)力比較弱，噴出的氣體、火山灰比較少，不易產(chǎn)生陽(yáng)傘作用，會(huì)帶來(lái)溫室效應(yīng)，比如夏威夷的火山噴發(fā)多屬這種情況。在意大利、日本發(fā)生的火山噴發(fā)，規(guī)模比較大，噴發(fā)的火山灰、火山氣體比較多，產(chǎn)生陽(yáng)傘作用的幾率更大，對(duì)整個(gè)氣候的影響也比較大。

火山和地震互為因果？

地震發(fā)生的時(shí)候不一定會(huì)伴隨有火山噴發(fā)。

火山噴發(fā)時(shí)，媒體報(bào)道中往往會(huì)提及一個(gè)相關(guān)的詞——地震?；鹕絿姲l(fā)和地震之間有因果關(guān)系嗎？

劉嘉麒說(shuō)，火山和地震是伴生關(guān)系，火山噴發(fā)或者噴發(fā)前后，可能有不同震級(jí)的地震發(fā)生。但反過(guò)來(lái)，發(fā)生地震不一定會(huì)伴隨火山噴發(fā)。

因?yàn)榈卣鸩煌耆加苫鹕阶饔迷斐?，比如我?guó)很多地方的地震叫構(gòu)造地震，不是火山地震。但像日本，地震和火山經(jīng)常伴生。主要是因?yàn)榈刭|(zhì)條件不一樣。

火山噴發(fā)難以預(yù)測(cè)？

可以推測(cè)，但具體時(shí)間難以保證每次準(zhǔn)確。

劉嘉麒說(shuō)，火山噴發(fā)具有繼承性和連續(xù)性，一般沒(méi)有火山的地方很難發(fā)生新的火山噴發(fā)。所以火山噴發(fā)的地點(diǎn)基本可以確定。其次，借助現(xiàn)有的科學(xué)手段，比如地球物理方法，可以探測(cè)地下有沒(méi)有巖漿，巖漿有多深有多大的規(guī)模，然后再進(jìn)一步觀測(cè)有沒(méi)有促使巖漿往上噴發(fā)的動(dòng)力條件。如果滿足條件，可能就要有火山噴發(fā)了。此外，火山噴發(fā)之前會(huì)出現(xiàn)一些征兆，通過(guò)嚴(yán)密監(jiān)測(cè)捕捉、掌握火山噴發(fā)的征兆，就能判斷、推測(cè)火山能否噴發(fā)。

懷特島位于新西蘭北島豐盛灣地區(qū)，是新西蘭一處著名旅游景點(diǎn)，其火山長(zhǎng)期活躍，經(jīng)常噴發(fā)濃煙和氣體，地表溫度高，景觀奇特，人們可以乘船或直升機(jī)游覽該火山島。歷史上懷特島火山曾多次噴發(fā)。早在2019年六七月份，新西蘭地理科學(xué)研究院科學(xué)家就警告，懷特島火山近期有趨于噴發(fā)的明顯跡象。從9月下旬開(kāi)始，火山口后部氣體和泥漿的噴出變得更為頻繁。

“但人們不太在意，趕上噴發(fā)了，就造成損失了?！眲⒓西枵f(shuō)，“總的來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在對(duì)火山的預(yù)測(cè)還是比較客觀，比較準(zhǔn)的?！?/p>

在現(xiàn)有技術(shù)條件下，能否準(zhǔn)確預(yù)測(cè)火山是10天后噴發(fā)，還是半個(gè)月后噴發(fā)？劉嘉麒說(shuō)，這個(gè)時(shí)間有的時(shí)候準(zhǔn)，有的時(shí)候不準(zhǔn)。比如2000年，日本北海道火山噴發(fā)前，當(dāng)?shù)鼐用褶D(zhuǎn)移5天后火山噴發(fā)?！拔矣X(jué)得已經(jīng)比較準(zhǔn)了。如果在火山噴發(fā)前很短的時(shí)間做出預(yù)測(cè)，即使更精準(zhǔn)，恐怕也來(lái)不及躲避和撤離了?！?p>

在他看來(lái)，要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，除了要深入了解火山地質(zhì)背景，還要對(duì)火山有先進(jìn)、齊全、周密的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)時(shí)間要持續(xù)，甚至需要全天候監(jiān)測(cè)，同時(shí)要有足夠的監(jiān)測(cè)空間和布控點(diǎn)，并與全球火山監(jiān)測(cè)聯(lián)網(wǎng)。

“各國(guó)會(huì)根據(jù)火山所在的位置、重要性、危害性通盤(pán)考慮?！彼e例說(shuō)，日本肯定會(huì)對(duì)富士山進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，因?yàn)楦皇可轿挥跂|京和大阪之間，一旦火山噴發(fā)，會(huì)造成很大的影響。相反，那些處于很偏僻地方的火山，即使噴發(fā)，也不見(jiàn)得對(duì)人、對(duì)社會(huì)有多大影響，也就不用下太多功夫進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

劉嘉麒同時(shí)告訴記者，目前還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)全球火山的統(tǒng)一監(jiān)測(cè)和整體監(jiān)測(cè)，我國(guó)也有潛在危險(xiǎn)的火山，但火山的監(jiān)測(cè)相對(duì)滯后，應(yīng)該給予重視，努力加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。

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