難以預測的火山噴發(fā)

周軍

2019年12月9日，新西蘭的懷特島火山突然噴發(fā)，導致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，這次火山噴發(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。正是這種特殊的噴發(fā)類型，使得懷特島火山在沒有任何準確預警的情況下突然噴發(fā)，造成慘重的傷亡。

事實上，懷特島的火山噴發(fā)早有預兆。2019年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氣體濃度增加，并且在巖漿的撞擊下出現(xiàn)了2016年至今最強烈的震顫。監(jiān)測機構(gòu)發(fā)布了懷特島火山噴發(fā)2級警報，表示該火山處于“中度”活躍狀態(tài)，但并非即將噴發(fā)。

這次火山噴發(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，懷特島火山直至噴發(fā)，也沒有給監(jiān)測機構(gòu)發(fā)布準確預警的機會。那么，為什么準確預測這次火山噴發(fā)會如此困難？

這個問題的答案，與懷特島火山的噴發(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)噴發(fā)的時期，但大多數(shù)只是小型的火山噴發(fā)。最近的一次較大的火山噴發(fā)出現(xiàn)在2011年，但幸運的是，那次火山噴發(fā)發(fā)生在夜間，當時并沒有游客在島上參觀。

而這次火山噴發(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。噴發(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，導致這些熱液的壓力釋放，產(chǎn)生由蒸汽驅(qū)動的火山噴發(fā)。

由蒸汽驅(qū)動的火山噴發(fā)，也稱為熱液噴發(fā)或射氣噴發(fā)。這種火山噴發(fā)會導致水瞬間形成蒸汽，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)生災難性的影響。這種噴發(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噴發(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，無法準確預測爆發(fā)時間。

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)導致了5名登山者死亡。

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)、射氣與巖漿混合噴發(fā)和導致懷特島火山爆發(fā)的射氣噴發(fā)三大類。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，也造成了預測難度的差異。相比之下，前兩種由巖漿驅(qū)動的火山噴發(fā)的后果往往更加嚴重，但監(jiān)測系統(tǒng)也更加完善。