火山是地下熾熱的巖漿上升到地表后冷卻堆積所形成的地質體。火山噴發既可以給人類帶來巨大的經濟效益,也可以給人類帶來巨大的災難。火山災害作為自然界最嚴重的自然災害之一,還可以對人類的生存產生極大影響。例如1783年冰島拉基火山噴發,隨后的兩年北半球因嚴重低溫災害出現了饑荒,光冰島當時就有大約四分之一的人死于食物中毒與饑荒。歷史上意大利維蘇威火山最具影響力的一次噴發發生在公元79年,當時赫庫蘭尼姆和龐培兩座歷史名鎮被毀滅。龐培城只有四分之一的居民幸免于難。
死火山、活火山
按照火山的現今活動狀態和噴發的歷史,可以把火山分為死火山和活火山,以及介于它們之間的休眠火山。所謂死火山是指其形成久遠,而且被證明在可預見的未來不太可能再次噴發的火山。活火山是指現在仍在噴發或有明顯的預期噴發跡象的火山,也有人習慣上把有歷史記載噴發過的火山稱為活火山。休眠火山屬于活火山,是指在歷史上噴發之后現今仍處于靜止狀態,但將來仍可能噴發的火山,或是指在兩次噴發之間的較長時間間隔內處于相對靜止狀態的火山。在火山研究中,研究人員通常按照火山最后一次噴發的時間來確定火山是否屬于活火山,但各國劃定活火山的時限長短不一,可以是1萬年、5000年或者2000年。究竟采用哪個時限,不同國家可以根據不同的具體情況自行決定。例如位于西太平洋島弧的日本,火山活動的頻度很高,該國就把2000年以來有過一次噴發的火山統稱為活火山。我國火山活動頻度低、噴發間隔周期長,因而把1萬年以來有過一次噴發的火山統稱為活火山。
我國的活火山
我國已知全新世(約1萬年前至今)活火山主要集中在東北、西南地區,此外,在大興安嶺、新疆、臺灣等地也存在若干活火山,例如長白山天池火山、龍崗金龍頂子火山,黑龍江五大連池火山、鏡泊湖火山,云南騰沖的黑空山、打鶯山、馬鞍山等活火山,大興安嶺沿線的阿爾山、柴河、諾敏河、鴿子山、烏蘭哈達火山,新疆于田火山群的卡爾達西火山,海南島瓊北火山群的馬鞍嶺、雷虎嶺火山等。在我國已知與待定的活火山中,以長白山天池火山的火山災害最為嚴重,其直接災害與間接災害已經引起了全球火山學界的關注。
按照地理構造位置,專家把我國新生代火山劃分為兩大區域:一是沿我國東部大陸邊緣形成的數以百計的火山群和火山錐,它們也是環太平洋火山鏈大陸內部火山的一部分:另一個是位于青藏高原及周邊地區與板塊碰撞作用有關的火山。盡管l萬年來這些新生代火山大多不再噴發,但歷史上我國有文字記載的火山噴發還是不少。如《李朝實錄》、《長白山江崗志略》記載的長白山天池火山在1668年、1702年和1903年相繼發生過不同規模的噴發,噴發物影響范圍近至天池火山口周邊,遠至朝鮮東海岸。大約在1000年之前,天池火山發生的噴發被認為是全球2000年以來最大的火山噴發之一,噴發物體積達120立方千米左右,火山灰在日本北海道的堆積厚度有5厘米。噴發柱升到空中25千米,其頂部傘狀云最大高度則達到35千米,進入平流層的火山灰云對北半球的氣候產生了長達6年的嚴重影響。再如黑龍江五大連池的老黑山、火燒山火山于1720~1721年間和1776年間發生噴發,在當地政府官員給皇帝的奏折中詳細記錄了火山噴發的具體過程乃至伴隨地震的發生過程,包括熔巖流流動時阻斷河流而形成五個相連的堰塞湖的過程,老黑山噴發后火燒山又開始噴發的過程,以及最后火山灰向東飄過,人們向西逃跑的過程都被一一記錄在案。新疆于田縣昆侖山西部的卡爾達西火山(也稱阿什火山或l號火山)的最近一次噴發發生在1951年5月27日,這是我國最新的火山噴發,火山噴發的火山碎屑噴泉被修路的解放軍戰士看到,后來的《新疆日報》登載了這次火山噴發現象。除了這些有確切文字記載的火山噴發外,研究人員根據其他一些技術手段確定我國1萬年來有過噴發的火山還有多座。例如鏡泊湖火山5000年來有4~5次噴發;龍崗火山群中的金龍頂子火山約1700年前發生過噴發;大興安嶺主峰的焰山火山約2000年前發生過噴發;距海口市僅15千米的瓊北馬鞍嶺、雷虎嶺火山,全新世曾有過兩次噴發等等。
火山監測
由于火山災害對人類生命財產及自然環境的影響非常巨大,因此對火山進行監測是非常必要的。當前,研究人員已對我國境內的重點活火山作了不同程度的探查與監測。“九五”期間,人們在長白山天池火山、云南騰沖火山和黑龍江五大連池火山建立了火山監測站,改變了我國對火山不設防的歷史。在“十五”、“十一五”火山項目工作中,在對重點火山加強監測的同時,還拓寬了監測范圍,相關科學研究也都取得了不少成果。
與預報地震相比,火山噴發地點相對較穩定,噴發機制比較清楚,因此專家們對火山的噴發預報具有更強的信心。火山監測研究表明,幾乎所有的火山在噴發前,由于巖漿的增壓、從深到淺的運移等作用,都會在火山下方附近出現地震活動增加、地表形變和地球化學、熱、電、磁等異常現象。由此,地震、形變和地球化學等監測手段已成為過去30多年預報火山噴發最為有效的工具。目前,在全世界有史以來曾噴發過的500多座火山中,有200多座火山都開展了地震、形變等監測研究工作,取得了許多成功預報火山噴發的經驗。此外,火山區地溫研究、衛星遙感及地球物理場的監測有時也是進行火山監測工作的有效方法。
以長白山天池火山的監測為例,近年來吉林省地震局長白山天池火山觀測站與中國地震局地球物理所天池火山流動地震臺網監測的地震頻率表明,天池火山在2002年夏至2004年末發生了一次“火山不穩定”過程。在這期間,監測到數次由微小地震組成的地震群,這些地震震中集中于天池火口湖附近,震源深度多在天池水面之下3千米左右。伴隨地震增加事件的地表形變作用也比較明顯。天池火山溫泉水化學測量結果表明,溫泉水屬典型的深循環水,據鈉一鉀地熱溫標計算的熱水儲庫水溫高達164℃,熱儲埋深5.5千米。地下水層狀結構特征表明,在該區地殼深部可能存在一個穩定的熱源和深源氣體源。自2005年開始,這些“異常”又趨于靜止了,不同監測方法得到的火山活動水平又恢復到了平靜狀態的背景值。由此可見:長白山天池火山是一座極具潛在噴發危險的活火山,盡管它已經休眠了數百年,不過,人們也不用過于恐慌,因為這座火山目前還沒有達到馬上就要噴發的程度。 (文章代碼:101211)
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