火山灰和大量氣體從太平洋海面迅速升起，形成的蘑菇云團頂部直徑達到400至500公里，火山灰達到距地面約28公里的高度。
北京時間1月15日中午12時左右，南太平洋島國湯加的一座島嶼海底火山劇烈噴發(fā)。
這場“史詩級”的火山噴發(fā)導致當地網絡幾乎完全中斷，約1萬公里之外的美國阿拉斯加也能聽到火山噴發(fā)的“咆哮聲”。其引發(fā)的海嘯影響了整個太平洋沿岸地區(qū)，日本、斐濟等多國接連發(fā)布海嘯警報，中國沿海海域也監(jiān)測到海嘯波。
目前，這場火山噴發(fā)已經攪動了近半個地球。此次噴發(fā)為何會如此猛烈？接下來還會發(fā)生高強度噴發(fā)嗎？此次噴發(fā)對全球氣候變化會有多大影響？《中國科學報》就此采訪了包括火山地質與第四紀地質學家、中科院院士劉嘉麒在內的多位專家。
一問：“威力”究竟有多大？
湯加屬于大洋洲，是由173個島嶼組成的島國，大部分為珊瑚島，約40個島嶼有人居住。此次火山噴發(fā)位于無人居住的洪阿哈阿帕伊島，位于湯加首都努庫阿洛法以北約65公里。噴發(fā)于當地時間1月14日開始，在1月15日下午第二次劇烈噴發(fā)。
衛(wèi)星觀測顯示，大規(guī)模噴發(fā)后，火山灰、蒸汽和氣體在當地太平洋藍色海面上空升騰而起。噴發(fā)后，一波約1.2米高的海嘯襲擊了湯加首都努庫阿洛法，該市許多廣場和主要街道都被洪水淹沒。據報道，噴發(fā)還導致湯加海底電纜斷裂，整個國家在互聯(lián)網世界中消失。
美國地質勘探局估計，這次火山爆發(fā)引發(fā)了一次5.8級的地震。
“此次噴發(fā)規(guī)模相當大?！眲⒓西鑼Α吨袊茖W報》說，火山從海底噴發(fā)穿過四五千米深的海洋到達地表后，火山灰還能升到20多公里的高空，又引起比較強烈的地震和較大范圍的海嘯?！叭绻诘孛鎳姲l(fā)，火山灰甚至可能達到40公里的高空?！?/p>
他表示，此次火山噴發(fā)是1991年菲律賓皮納圖博火山（火山噴發(fā)指數VEI達到6級）爆發(fā)以來，地球上發(fā)生的最強火山噴發(fā)。盡管如此，在他看來，其強度或能達到5級，仍達不到6級。
“否則，整個島嶼可能會被掀掉?！眲⒓西枵f。
有媒體認為，此次火山爆發(fā)釋放的能量相當于1000個廣島原子彈。劉嘉麒并不贊成這種比喻。在他看來，盡管火山噴發(fā)類似于自然界的原子彈或者地雷的爆炸，會造成很大的破壞，但很難計算其釋放的物質當量。
二問：此地火山活動緣何頻繁？
過去100年，洪阿哈阿帕伊島海底火山活動十分活躍，曾經歷多次噴發(fā)，不斷塑造著島嶼的面貌。
“根據測量，該火山隱藏在海底的部分高約1800米，寬約20公里。巨大的海底火山頂著兩個長度約2公里的小島，分別是海底火山口邊緣的西部和北部殘余。2014年12月的一次噴發(fā)在兩個大島之間形成了一個新的島嶼?！敝锌圃捍髿馕锢硌芯克┦孔竺认蛴浾呓榻B。
就在此次大規(guī)模噴發(fā)之前，該海底火山在2021年12月20日曾噴發(fā)過一次，火山灰達到16公里的高度，噴發(fā)過程持續(xù)至12月21日凌晨左右。
根據相關報道，此次噴發(fā)之后，基本上位于北部的整個島嶼都沉入海底，還使得2014年形成的新島嶼沉入海面以下。
這一地帶的海底火山緣何頻繁噴發(fā)呢？對此，劉嘉麒解釋，這與其所處的地質環(huán)境有著很大的關系。首先，這一帶附近有著“地球第二深”的湯加海溝——深達10882米，僅次于馬里亞納海溝，是巖漿、火山和地震活動比較活躍的地方；其次，其附近多島嶼，地質構造比較活躍，作為湯加—克馬德克群島火山弧的一部分，地震、火山經常發(fā)生；再次，湯加處在太平洋板塊跟大洋洲板塊交界處，板塊互相碰撞俯沖，也是引起火山噴發(fā)和地震的一個重要因素。
“所以，這里火山噴發(fā)頻繁是很正常的?！眲⒓西枵f。
三問：會引發(fā)“無夏之年”嗎？
作為本世紀迄今最大的火山爆發(fā)，此次湯加火山噴發(fā)引起關注的一個話題是：它是否會極大地影響全球氣候變化，甚至引發(fā)“無夏之年”？
與引發(fā)1816年“無夏之年”的坦博拉火山爆發(fā)相比，中科院大氣物理研究所副研究員魏科認為，湯加火山噴發(fā)量級差距巨大，如果后期沒有更強的爆發(fā)，此次火山爆發(fā)對全球氣候的影響非常有限。
“火山影響氣候并不是通過火山灰，而主要是通過火山噴發(fā)的二氧化硫?！彼f，“二氧化硫氣體會直達平流層，在較短時間內形成硫酸氣溶膠，隨著平流層環(huán)流輸送到全球各處。由于平流層環(huán)流穩(wěn)定，所以硫酸會持續(xù)更長的時間，起到‘陽傘’作用，通過阻擋太陽輻射，引起近地面溫度降低?！?/p>
在魏科看來，火山爆發(fā)要對全球氣候產生可識別的影響，據估算至少要噴發(fā)數百萬噸以上的二氧化硫進入平流層?！按舜位鹕奖l(fā)評級為5級左右比較合適，大概有40萬噸二氧化硫進入平流層，總體而言，這一數值距離對全球氣候有所影響，還有非常大的差距。”魏科說。
值得注意的是，大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)對氣候的影響不僅僅局限于全球溫度，也會對熱帶海溫分布狀態(tài)有所影響，還可能產生其他的環(huán)流影響?！皬慕y(tǒng)計上講，火山爆發(fā)有助于厄爾尼諾的發(fā)展。由于目前處于拉尼娜狀態(tài)，因此可能會有助于拉尼娜的消退。但統(tǒng)計規(guī)律并不一定適合每一次的火山過程，還需要后續(xù)的觀察和分析。”魏科說。
劉嘉麒也認為，此次火山噴發(fā)對于氣候環(huán)境和生態(tài)產生的影響只是局部的、短時間的。他指出，歷史上的相關影響大都不是某一局部火山噴發(fā)造成的，而更可能發(fā)生在大火山省噴發(fā)的情況下?！氨热?00多萬平方公里的西伯利亞大火山省，或是我國峨眉山五六十萬平方公里的大火山省噴發(fā)，會對氣候環(huán)境和生態(tài)產生一些大的影響?！彼f。
四問：火山活動還會持續(xù)嗎？
“火山噴發(fā)通常是間歇性的，但也有連貫性。這個地區(qū)這么大的噴發(fā)規(guī)模，不會馬上完全靜止。”劉嘉麒表示，一方面，對于一座海底火山來說，目前能了解的僅是水面以上的情況，海底未到達水面的小規(guī)模噴發(fā)無法監(jiān)測。另一方面，現在到達水面以上的噴發(fā)僅過了三四天，不可能完全靜止。
“有的時候它會先釋放一些能量，蓄積一段時間的能量后繼續(xù)噴發(fā)?！眲⒓西枵f，“如果條件具備，像15日這么大規(guī)模的噴發(fā)也并非不可能。但一般這種概率比較小，因為它已經釋放了比較多的能量?！?/p>
中科院地質與地球物理研究所副研究員孫春青也向《中國科學報》表示，由于巖漿房內部儲存的大量能量和物質已被釋放，因此盡管不能排除其可能性，但大規(guī)模噴發(fā)概率不大。
五問：對中國影響幾何？
中國自然資源部海嘯預警中心最新監(jiān)測結果顯示，中國沿海海域于16日凌晨監(jiān)測到海嘯波，其中浙江石浦站最大海嘯波幅約20厘米，其余潮位站海嘯波幅均小于15厘米。此次噴發(fā)過程未對中國沿岸造成災害性影響。
如果發(fā)生進一步噴發(fā)是否會影響到我國沿海地區(qū)呢？在劉嘉麒看來，我國不大可能遭受此次噴發(fā)帶來的海嘯的影響，因為我國大部分沿海地區(qū)有島弧鏈阻擋。不過，海南、臺灣地區(qū)以及浙江、福建等有著裸露海岸線的地區(qū)可能受到大規(guī)模海嘯的波及，因此應加強防范。
據孫春青介紹，近百年來，除了1951年西昆侖山地區(qū)，中國大陸幾乎沒有火山噴發(fā)。目前已知中國歷史上最強的火山噴發(fā)是1000年前的長白山火山噴發(fā)，噴發(fā)指數達到6~7級。距離長白山1000公里的日本發(fā)現了數厘米厚的火山灰，在相距上萬公里的格陵蘭島冰芯中也找到了那次長白山火山噴發(fā)的火山灰。
“自然災害不分國界，應該做到及時預測、防范和應對。”劉嘉麒說。他表示，火山噴發(fā)和地震預測一樣，主要包括3個參數：時間、地點和強度。與地震不同，陸地火山噴發(fā)的地點、時間和強度現在基本上能精準預測。
“但目前全球對海底火山尚缺乏監(jiān)測，達不到準確預測的水平?，F在地球科學正在向著深空、深地、深海發(fā)展，火山作用與這三個方面都密切相關，所以應該在這些方面下功夫?！眲⒓西枵f，由于歷史等原因，我國研究火山的人太少，重視程度不夠，相關研究也遇到一些瓶頸。隨著科學和社會的發(fā)展，這方面的研究應該得到加強。
