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)災害，引發(fā)了大家對火山噴發(fā)話題的持續(xù)關注。在此次災難之前，有過2014年日本中部御岳火山噴發(fā)，造成60多人死亡;2017年哥斯達黎加的火山噴發(fā)，迫使其所在的國家公園關閉并疏散附近城鎮(zhèn)。

近年來火山噴發(fā)報道頻見，這是否意味著地質活動比以前更加頻繁了？火山噴發(fā)是否只帶來溫室效應？火山與地震是不是一對“孿生”兄弟？記者就此專訪了中國科學院地質與地球物理研究所研究員、中國科學院院士劉嘉麒。

現(xiàn)在地質活動更加頻繁？

這種地質現(xiàn)象是地球地質作用的正常表現(xiàn)。

在此次新西蘭火山噴發(fā)災害之前，不少人對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)災害頻發(fā)，是否意味著地質活動更加頻繁了？

劉嘉麒告訴記者，火山是一個很重要的地質現(xiàn)象。火山噴發(fā)一般需要具備三個基本條件，一是地下有巖漿;二是在巖漿上面應該有個通道，即斷裂或裂谷;三是要有促使巖漿上涌的動力，否則地下的巖漿也不一定噴到地表來，這樣的地質條件往往出現(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)活動卻沒有被人感知。

“火山活動是一種地質構造作用，有時候比較活躍，有的時候相對消沉。在不同時間、不同地點，表現(xiàn)也不同。”劉嘉麒總結，目前來看，地球構造活動比較活躍，但也不是到了高峰期，“應該說現(xiàn)在的火山活動是整個地球地質作用的一個很正常的表現(xiàn)。”

噴發(fā)會帶來溫室效應？

溫室效應還是陽傘作用，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，有人說這是造成溫室效應的元兇之一，這種說法有依據(jù)嗎？

在劉嘉麒看來，這種說法有一定的道理。

火山噴發(fā)時，特別是在噴發(fā)前，經常會“冒煙”。

“火山噴發(fā)前，巖漿從地球深部往上升的過程中會產生大量氣體，因為氣體流動性比較強，又比較輕，就先冒出來，好像山在‘冒煙，但跟我們日常生活中所說的‘冒煙不是一回事。”劉嘉麒解釋，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，能在低空形成一個溫室層，阻礙地球表面釋放的能量往外邊擴散，使地表溫度增高，便產生溫室效應。

值得關注的是，火山噴發(fā)還有另一種作用，叫陽傘作用。所謂陽傘作用，就是火山噴出的氣體、火山灰，在高空形成一個氣溶膠層，這個氣溶膠層猶如地球空中的一把“遮陽傘”，能阻擋太陽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，火山噴發(fā)有時會帶來溫室效應，有時會引發(fā)陽傘作用，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，不易產生陽傘作用，會帶來溫室效應，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，產生陽傘作用的幾率更大，對整個氣候的影響也比較大。

火山和地震互為因果？

地震發(fā)生的時候不一定會伴隨有火山噴發(fā)。

火山噴發(fā)時，媒體報道中往往會提及一個相關的詞——地震。火山噴發(fā)和地震之間有因果關系嗎？

劉嘉麒說，火山和地震是伴生關系，火山噴發(fā)或者噴發(fā)前后，可能有不同震級的地震發(fā)生。但反過來，發(fā)生地震不一定會伴隨火山噴發(fā)。

因為地震不完全都由火山作用造成，比如我國很多地方的地震叫構造地震，不是火山地震。但像日本，地震和火山經常伴生。主要是因為地質條件不一樣。

火山噴發(fā)難以預測？

可以推測，但具體時間難以保證每次準確。

劉嘉麒說，火山噴發(fā)具有繼承性和連續(xù)性，一般沒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)的地點基本可以確定。其次，借助現(xiàn)有的科學手段，比如地球物理方法，可以探測地下有沒有巖漿，巖漿有多深有多大的規(guī)模，然后再進一步觀測有沒有促使巖漿往上噴發(fā)的動力條件。如果滿足條件，可能就要有火山噴發(fā)了。此外，火山噴發(fā)之前會出現(xiàn)一些征兆，通過嚴密監(jiān)測捕捉、掌握火山噴發(fā)的征兆，就能判斷、推測火山能否噴發(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，其火山長期活躍，經常噴發(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，新西蘭地理科學研究院科學家就警告，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。”劉嘉麒說，“總的來說，現(xiàn)在對火山的預測還是比較客觀，比較準的。”

在現(xiàn)有技術條件下，能否準確預測火山是10天后噴發(fā)，還是半個月后噴發(fā)？劉嘉麒說，這個時間有的時候準，有的時候不準。比如2000年，日本北海道火山噴發(fā)前，當?shù)鼐用褶D移5天后火山噴發(fā)。“我覺得已經比較準了。如果在火山噴發(fā)前很短的時間做出預測，即使更精準，恐怕也來不及躲避和撤離了。”

在他看來，要實現(xiàn)準確預報，除了要深入了解火山地質背景，還要對火山有先進、齊全、周密的監(jiān)測，監(jiān)測時間要持續(xù)，甚至需要全天候監(jiān)測，同時要有足夠的監(jiān)測空間和布控點，并與全球火山監(jiān)測聯(lián)網。

“各國會根據(jù)火山所在的位置、重要性、危害性通盤考慮。”他舉例說，日本肯定會對富士山進行重點監(jiān)測，因為富士山位于東京和大阪之間，一旦火山噴發(fā)，會造成很大的影響。相反，那些處于很偏僻地方的火山，即使噴發(fā)，也不見得對人、對社會有多大影響，也就不用下太多功夫進行監(jiān)測。

劉嘉麒同時告訴記者，目前還沒有實現(xiàn)對全球火山的統(tǒng)一監(jiān)測和整體監(jiān)測，我國也有潛在危險的火山，但火山的監(jiān)測相對滯后，應該給予重視，努力加強監(jiān)測。

◎ 來源|科技日報