2022年1月15日凌晨格林威治時間4點10分 (北京時間當日中午12點10分，湯加時間當日下午5點10分)，位于南太平洋島國湯加境內(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世紀至今最劇烈的火山噴發(fā)”：引發(fā)的地震達到里氏5.8級，并且罕見地引起了海嘯，使得太平洋沿岸的國家(比如斐濟，澳大利亞，日本和美國) 紛紛響起海嘯預(yù)警。

這次讓湯加幾乎舉國失聯(lián)的火山，到底是個什么來頭？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)的國家。因為它的地理位置特殊，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頭：它是一座由火山噴發(fā)后的山頂塌陷形成的火山，因為火山頂上通常有一個大坑，所以也叫“破火山口式”火山（caldera）。

另外也就是說，這座火山的簡稱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（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（可以近似看成一個紙箱子）在短時間內(nèi)噴出大量巖漿，之后“紙殼”無法承受頂上巖石的重量，最終使山頂塌陷，從而形成一個破火山口。

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

當破火山口體系趨于穩(wěn)定后，火山的噴發(fā)就會要么停止，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)，標志著巖漿體系達到了相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

這次噴發(fā)的湯加火山，上一次劇烈噴發(fā)的時間不能完全確定。有一種說法是發(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該火山噴落到幾十公里遠處的火山灰進行碳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世紀以來，這里發(fā)生過4次記錄在冊的噴發(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？目前還不能確認

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7級”——

這個截圖中羅列的其他深遠影響目前尚不能判斷。我只能說：看起來最基礎(chǔ)的“1”，關(guān)于湯加火山的噴發(fā)等級，是錯誤的——因為沒有任何官方數(shù)據(jù)表明此次湯加火山噴發(fā)的VEI級會是幾級。

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

VEI主要以噴發(fā)產(chǎn)物來衡量，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)的時間。

噴出物質(zhì)的總體積是目前最廣泛使用的VEI級數(shù)判定標準：

小于1萬立方米的，屬于VEI 0級；

超過1萬，屬于VEI 1級；

VEI 2級則要求是1級的100倍，也就是達到100萬立方米；

之后，VEI級數(shù)每升高一級，噴出物的總體積值需要提高10倍。

不同VEI級別的火山噴發(fā)。目前為止VEI達到8級的噴發(fā)都發(fā)生在距今至少2萬年之前，VEI 8級噴發(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級還是7級，都不是眼下就可以得出的結(jié)論。因為判斷火山噴發(fā)的規(guī)模與判斷地震規(guī)模，并不是同一個概念：

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

而火山噴發(fā)時，也會相伴發(fā)生地震，能量會隨噴發(fā)產(chǎn)物的噴出而逐漸釋放，只有當噴發(fā)結(jié)束后或接近尾聲時才能確定其規(guī)模或VEI指數(shù)。

目前，湯加火山的此次噴發(fā)似乎并沒有停下來的趨勢，因此從理論上來說，無法立刻判斷VEI級數(shù)。

這次湯加火山噴發(fā)，會帶來“無夏之年”？

網(wǎng)傳的信息中，還提到一點：

這次湯加火山噴發(fā)，比菲律賓那次還要嚴重。

看起來，“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級數(shù)為6級，噴發(fā)氣柱達到40公里高，使得噴發(fā)釋放的大量二氧化硫得以進入平流層，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被海水溶解，湯加火山能夠釋放的二氧化硫當量也應(yīng)該不會超過皮納圖博。

“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/云團中與其他成分反應(yīng)形成硫酸及其他能夠反射陽光的化合物，從而降低當?shù)氐臍鉁亍．敾鹕结尫诺亩趸蜻_到一定量，就會影響氣溫，而且二氧化硫越多，降溫作用越明顯。

當年菲律賓火山向大氣中排放的二氧化硫大約有2000萬噸，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（格林威治時間）的推文，他引用了美國航空航天局NASA衛(wèi)星測量數(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，目前湯加火山的二氧化硫釋放量僅相當于皮納圖博的2%，如果后期不再有大規(guī)模爆發(fā)，接下來產(chǎn)生全球性影響的概率很低，因此，這次湯加火山的噴發(fā)很難達到當年菲律賓火山導(dǎo)致的“全球降溫0.5攝氏度”。

相比起來，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“無夏之年”， 至于還會引發(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，這次湯加火山噴發(fā)的最大特點，大概就是噴出了大量的火山灰。雖然還不能完全統(tǒng)計爆發(fā)的級數(shù)，但目前看來，這些火山灰?guī)淼穆闊?，也足夠棘手了?/p>

根據(jù)報道，16日噴發(fā)時產(chǎn)生的火山灰云團高達十幾公里，使得從新西蘭趕來營救的飛機都難以降落。

這是因為，出于安全考慮，飛機不能在火山灰密集的地方飛行。因為火山灰一旦進入飛機引擎內(nèi)，可能導(dǎo)致引擎過熱、失控，非常危險。2011年冰島火山的VEI4級噴發(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，會對當?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?，累積到一定厚度后，可能是建筑產(chǎn)生裂縫，甚至倒塌；還可能污染當?shù)厮矗纬伤嵊?，短時間影響當?shù)貧鉁氐鹊取?/p>

還有就是，看到上圖時想起來：火山灰溫度可達兩三百攝氏度，而且具有腐蝕性，萬一落到身上會容易造成燒傷。

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

請盡量待在室內(nèi)或提醒對方待在室內(nèi)；另外，因為火山噴發(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)，盡量不要飲用自來水，注意檢查生活用水的質(zhì)量。

參考文獻

[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

本文來自微信公眾號“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