湯加火山爆發緣何攪動半個地球

馮麗妃 高雅麗

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海底火山劇烈噴發。

這場“史詩級”的火山噴發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的“咆哮聲”。其引發的海嘯影響了整個太平洋沿岸地區，日本、斐濟等多國接連發布海嘯警報，中國沿海海域也監測到海嘯波。

“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。

衛星觀測顯示，大規模噴發后，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，噴發還導致湯加海底電纜斷裂，整個國家在互聯網世界中消失。

美國地質勘探局估計，這次火山爆發引發了一次5.8級的地震。

“此次噴發規模相當大。”火山地質與第四紀地質學家、中科院院士劉嘉麒說，火山從海底噴發，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。“如果在地面噴發，火山灰甚至可能到達40公里的高度。”

他表示，此次火山噴發是1991年菲律賓皮納圖博火山（火山噴發指數VEI達到6級）爆發以來，地球上發生的最強火山噴發。盡管如此，在他看來，其強度或能達到5級，但達不到6級。“否則，整個島嶼可能會被掀掉。”劉嘉麒說。

有媒體認為，此次火山爆發釋放的能量相當于1000顆廣島原子彈。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能量。

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，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月的一次噴發在兩個大島之間形成了一個新的島嶼。”中科院大氣物理研究所博士左萌向記者介紹。

就在此次大規模噴發之前，該海底火山在2021年12月20日曾噴發過一次，火山灰達到16公里的高度，噴發過程持續至12月21日凌晨左右。

根據相關報道，此次噴發之后，位于北部的整個島嶼基本上都沉入海底，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呢？對此，劉嘉麒解釋，這與其所處的地質環境有著很大的關系。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，地震、火山經常發生;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，也是引起火山噴發和地震的一個重要因素。

“所以，這里火山噴發頻繁是很正常的。”劉嘉麒說。

會引發“無夏之年”嗎？

作為21世紀迄今最大的火山爆發，此次湯加火山噴發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“無夏之年”？

與引發1816年“無夏之年”的坦博拉火山爆發相比，中科院大氣物理研究所副研究員魏科認為，湯加火山噴發量級差距巨大，只要后期沒有更強的爆發，此次火山爆發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的二氧化硫。”他說，“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，隨著平流層環流輸送到全球各處。由于平流層環流穩定，所以硫酸會持續更長的時間，起到‘陽傘’作用，通過阻擋太陽輻射，引起近地面溫度降低。”

在魏科看來，火山爆發要對全球氣候產生可識別的影響，據估算至少要噴發數百萬噸以上的二氧化硫進入平流層。“此次火山爆發評級為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。

（選自2022年1月18日《中國科學報》，本刊有刪改）