周軍
2019年12月9日,新西蘭的懷特島火山突然噴發,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,這次火山噴發主要是由劇烈的蒸汽引發的,由此產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,造成慘重的傷亡。
事實上,懷特島的火山噴發早有預兆。2019年10月30日,監測人員就發現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了2016年至今最強烈的震顫。監測機構發布了懷特島火山噴發2級警報,表示該火山處于“中度”活躍狀態,但并非即將噴發。
這次火山噴發很突然,持續時間很短暫。不同于一些在噴發前有明顯跡象的火山,懷特島火山直至噴發,也沒有給監測機構發布準確預警的機會。那么,為什么準確預測這次火山噴發會如此困難?
這個問題的答案,與懷特島火山的噴發方式有關。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噴發的時期,但大多數只是小型的火山噴發。最近的一次較大的火山噴發出現在2011年,但幸運的是,那次火山噴發發生在夜間,當時并沒有游客在島上參觀。
而這次火山噴發出現在白天。在此之前,蓄勢待發的巖漿聚集在火山的巖漿房中。噴發之前,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。這時,火山內巖石孔隙中的水處于過熱狀態。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,都會打破熱液系統的脆弱平衡,導致這些熱液的壓力釋放,產生由蒸汽驅動的火山噴發。
由蒸汽驅動的火山噴發,也稱為熱液噴發或射氣噴發。這種火山噴發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,繼而產生災難性的影響。這種噴發產生的能量,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。而這類火山噴發通常表現為前兆少,無法準確預測爆發時間。
2013年,菲律賓馬榮火山的射氣噴發持續了73秒。在噴發前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,最終這次火山爆發導致了5名登山者死亡。
根據誘發火山噴發的物質類型不同,火山噴發包括巖漿噴發、射氣與巖漿混合噴發和導致懷特島火山爆發的射氣噴發三大類。相比于主要由高溫氣體驅動的射氣噴發,前兩種噴發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,前兩種由巖漿驅動的火山噴發的后果往往更加嚴重,但監測系統也更加完善。