美國最危險(xiǎn)火山劇烈噴發(fā)3個(gè)月：竟然是因?yàn)橛晗露嗔耍?/h1>

時(shí)間：2020-05-22 13:24:01

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夏威夷是一個(gè)發(fā)育在地幔熱點(diǎn)上的火山島鏈，頻繁的火山活動造就了夏威夷群島，但火山的威脅也成為了懸在當(dāng)?shù)鼐用窈陀慰皖^頂?shù)摹斑_(dá)摩克利斯之劍”。作為群島上活動最頻繁的一座火山，基拉韋厄火山被美國地質(zhì)調(diào)查局評為美國最危險(xiǎn)的火山。

基拉韋厄火山是夏威夷群島上活動最頻繁的一座火山。2018年5月開始，基拉韋厄火山經(jīng)歷了一系列大規(guī)模的噴發(fā)事件。綜合持續(xù)時(shí)間、復(fù)雜性等因素，火山學(xué)家將這次噴發(fā)評價(jià)為“在現(xiàn)代記錄中前所未有的一次火山噴發(fā)”。

然而近2年過去了，火山學(xué)家仍然不清楚是什么引發(fā)了這次火山活動。

近日，一項(xiàng)發(fā)表于《自然》的論文提出了一個(gè)爭議性的新觀點(diǎn)—;—;這次火山噴發(fā)或許與降水有關(guān)。

基拉韋厄火山噴發(fā)（圖片來源：U.S. Geological Survey）

自1983年起，基拉韋厄火山的噴發(fā)幾乎就沒有停過，不過由于巖漿粘性低、流動性高，這里很少發(fā)生人們想象中那種“一聲爆炸巨響后，巖漿噴上高空”的火山爆發(fā)。多數(shù)情況下，巖漿只會安靜地沿著破火山口或是裂隙流出。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2018年4月30日，基拉韋厄火山的Pu`u `O`o火山口突然崩塌，宣告了一輪尤為劇烈的火山噴發(fā)的開始。

就在4天后，火山東部的地面突然開裂，裂隙中先是噴出了富含二氧化硫的火山氣體，隨后就開始涌出巖漿。流淌在門前院后的巖漿，迫使當(dāng)?shù)鼐用窦坝慰筒坏貌谎杆俪冯x。

5月10日，由于地下的巖漿大量從東部裂谷帶涌出，西部Halema'uma'u火山口內(nèi)的熔巖湖下降了近300米。

這樣的變化引發(fā)了連鎖反應(yīng)：由于內(nèi)部的巖漿流失，Halema'uma'u火山口在此后發(fā)生了數(shù)十次坍塌及爆炸，火山口升起了巨大的煙柱，甚至達(dá)到了9千米高。

然而5月只是個(gè)開始，基拉韋厄火山的噴發(fā)并未就此停歇。到了6月初，火山的東部裂谷帶已經(jīng)形成了24條裂隙，涌出地表的巖漿（稱為熔巖）流速可達(dá)約100立方米/秒，每天釋放的火山氣體超過了5.5萬噸。

這時(shí)，地下淺層的巖漿基本消耗殆盡了，更深層的巖漿開始上涌，一些裂隙中噴出的巖漿達(dá)到了80米高。

這些上千攝氏度的高溫流體在短短90分鐘內(nèi)就蒸發(fā)了島上最大的淡水湖，并沿著Kapoho灣的海岸流入海洋，最終冷卻形成了熔巖三角洲。

衛(wèi)星圖像顯示，6月3日（左）熔巖向Kapoho灣地區(qū)推進(jìn)，到了6月5日（右），熔巖已經(jīng)覆蓋了Kapoho灣的大部分地區(qū)，甚至流入海中。（圖片來源：DigitalGlobe, via Associated Press）

持續(xù)而劇烈的火山活動直到8月初才慢慢平息下來，裂谷區(qū)流出的巖漿大大減少，二氧化硫排放量也急劇下降。

到9月22日夏威夷火山國家公園重新開放時(shí)，基拉韋厄火山的巖漿覆蓋了該島約35.5平方千米的土地，摧毀了700余所房屋，流出的巖漿能填滿32萬個(gè)奧林匹克標(biāo)準(zhǔn)泳池。

此次火山噴發(fā)的停歇，也標(biāo)志著始于1983年，持續(xù)了35年的基拉韋厄火山噴發(fā)終于暫告一段落。

降雨引發(fā)了火山噴發(fā)？

和許多火山學(xué)家一樣，在過去的近2年間，美國邁阿密大學(xué)的杰米·法夸爾森（Jamie Farquharson）和法爾克·阿梅?。‵alk Amelung）也致力于研究是什么導(dǎo)致了2018年基拉韋厄火山如此劇烈且持續(xù)的噴發(fā)。

在火山內(nèi)部，巖漿會聚集在一起，形成巖漿房。當(dāng)巖漿房內(nèi)的壓力足夠大時(shí)，巖漿就能突破圍巖，上升到地表，并導(dǎo)致火山噴發(fā)。

一般來說，在火山噴發(fā)前，這個(gè)壓力會導(dǎo)致地面發(fā)生幾十厘米的隆起，這也成為了人們預(yù)測火山噴發(fā)的一種有效手段。

然而在2018年基拉韋厄火山噴發(fā)前，并沒有觀察到明顯的地面隆起。合成孔徑雷達(dá)干涉測量（InSAR）數(shù)據(jù)顯示，從2014年中旬到2017年中旬，基拉韋厄火山附近地表的確發(fā)生了0.3米的隆起。

但是在此之后，直到2018年火山噴發(fā)前，地面隆起只有約0.01米,因此，法夸爾森和阿梅隆開始考慮是否存在其他影響因素。

他們將目光投向了降水量，這時(shí)一個(gè)令人驚訝的巧合出現(xiàn)了：在2018年上旬，該地區(qū)出現(xiàn)了遠(yuǎn)超往年的大量降雨。

NASA的TRMM/GPM衛(wèi)星數(shù)據(jù)顯示，在2018年的第一季度，基拉韋厄火山附近的降水量達(dá)到了2.25米，而過去19年該地區(qū)第一季度的降水平均值僅為0.9米。

這使他們產(chǎn)生了一個(gè)新想法—;—;是不是大量降水導(dǎo)致了此次異常的火山噴發(fā)事件呢？

事實(shí)上，他們的猜測并不是毫無依據(jù)。過去曾有研究提出，過量的降水能夠?qū)е碌叵聭?yīng)力的變化，從而形成新斷層或是激活老斷層，并導(dǎo)致山體滑坡和地震等地質(zhì)現(xiàn)象。

另外，還有研究顯示，大雨落在灼熱的火山頂上后，可能會導(dǎo)致火山頂坍塌，從而引發(fā)火山爆發(fā)。然而這只是降水與淺層巖漿的直接作用，過去從未有研究將降水與地層深處的巖漿活動聯(lián)系起來。

為了驗(yàn)證他們的想法，法夸爾森和阿梅隆建立了一個(gè)模型，模擬了在大量降雨后，基拉韋厄火山內(nèi)部流體壓力的變化。

按照他們的想法，降落的雨水會滲透到地下深層的巖石孔隙中，從而積累應(yīng)力，這份應(yīng)力可以直接導(dǎo)致地層機(jī)械性斷裂，并誘發(fā)火山活動。

模型的運(yùn)算結(jié)果也支持了他們的假設(shè)。模型顯示，就在2018年那次火山噴發(fā)前，在地表以下約3千米的深度，流體壓力達(dá)到了半世紀(jì)以來的最高值。

除此之外，他們的假設(shè)還能解釋為何在火山噴發(fā)前沒有發(fā)生明顯的地表隆起：因?yàn)椴⒉皇菐r漿房內(nèi)的壓力增加了，而是降雨帶來的壓力導(dǎo)致東部裂谷帶更加脆弱了。

換句話說，并不是巖漿加大了“撞門”的力度，而是圍巖主動“解開了門鎖”，那么自然就看不到巖漿“撞門”的痕跡了。

他們隨后重新檢查了自1970年起，基拉韋厄火山噴發(fā)與降水量的關(guān)系。更令法夸爾森和阿梅隆興奮的是，夏威夷群島上“雨季”火山噴發(fā)的概率比“旱季”高出一倍—;—;盡管夏威夷群島上“雨季”比“旱季”要短，但仍有60%的火山噴發(fā)發(fā)生在“雨季”。

“我們越是深入挖掘數(shù)據(jù)，就有越多的證據(jù)指向降雨導(dǎo)致了火山噴發(fā)這一結(jié)論?！狈錉柹@樣介紹道。

他還強(qiáng)調(diào)，如果基拉韋厄火山是這種情況，那么其他火山很可能也一樣：“已經(jīng)有研究證明，冰島冰蓋的融化會影響火山活動。如果我們能確定在全球范圍內(nèi)，哪些地區(qū)的降水量和火山活動間存在關(guān)聯(lián)，那將為火山活動預(yù)報(bào)提供很大的幫助?！?/p>

存在爭議

在這項(xiàng)出人意料的研究發(fā)表后，也出現(xiàn)了許多質(zhì)疑的聲音。在接受《科學(xué)》雜志的采訪時(shí)，幾位相關(guān)研究者也提出了他們的懷疑。

英國東安格利亞大學(xué)的火山學(xué)家詹尼·巴克利（Jenni Barclay）認(rèn)為，降雨只可能是此次火山噴發(fā)的助因，而不是主要驅(qū)動因素。這起火山噴發(fā)非常復(fù)雜，“應(yīng)當(dāng)是一系列的巧合事件誘發(fā)了這次噴發(fā)?！?/strong>