汤加火山为何“性烈如火”?

2022-01-19 14:50:58 | 来源:新华每日电讯 | 参与: 0 | 作者:张建松

来源:新华每日电讯

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这是中国气象局提供的1月15日风云三号E星多通道合成图。图中显示,汤加火山喷发时形成的火山灰蘑菇云纹理结构清晰可见,形成直径近500公里的伞形云团,伞形云团周边出现环状的冲击波,向四周扩散。新华社发(中国气象局供图)

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1月18日,新西兰海军惠灵顿号舰(左)从位于奥克兰的德文波特军港启航前往汤加。新西兰国防部18日说,新西兰海军两艘救援舰已于当天出发前往汤加,准备向汤加提供以淡水为主的救援物资。新华社发(新西兰国防部供图)

剧烈喷发产生的灰白色气体和火山灰,形成一朵超级巨大的蘑菇云,犹如一朵“死亡之花”在太空中慢慢盛开;清晰可见的环状冲击波向四周扩散,激烈波动的海水引发跨洋海啸——多国卫星拍摄到的汤加火山喷发场景,令人震撼而揪心。

汤加火山喷发给当地人民带来了巨大灾难,目前搜救工作举世关心。这次火山喷发为何如此猛烈?

汤加火山位于环太平洋“火环”

环太平洋“火环”(Pacific Ring of Fire)又称环太平洋火山地震带,是一个围绕太平洋频繁发生地震和火山爆发的地区,全长约4万公里,呈马蹄形。全球90%的地震、81%的大地震以及75%的火山喷发都发生在环太平洋“火环”。

据中国科学院南海海洋研究所张锦昌、邱强、杨晓东、周志远等科研人员介绍,汤加火山位于环太平洋“火环”的西南端。由于活跃的板块运动,导致该区的地质结构复杂,火山和地震灾害频发。但同样位于环太平洋“火环”上,为什么夏威夷火山平静温和,而汤加火山性烈如火?

张锦昌解释说,这是因为两种火山属于不同类型的海底火山。海底火山大致可以分成洋脊火山、海沟火山、洋盆火山三种类型。

洋脊火山形成于大洋中脊,是大洋板块扩张的边界,也是海洋地壳增生的地方。这类型火山沿着大洋中脊走向喷发,构成一条条绵长的山脉。

海沟火山形成于海沟,是板块汇聚的边界,也是海洋地壳俯冲消亡的地方。这类型火山沿着海沟分布,呈现出弧状的火山岛弧,例如印尼的喀拉喀托火山。

洋盆火山形成于大洋盆地内,属于大洋板块内部的火山,是地幔热点喷发岩浆的地方,主要包括海底火山链、平顶海山、洋底高原等,例如美国夏威夷的冒纳罗亚火山。

“夏威夷火山和汤加火山都是活火山,时不时就喷发一次,但两座火山的类型不同。夏威夷是洋盆火山,汤加是海沟火山。由于不同的地质成因,夏威夷火山动力学上较弱,物质能量相对小,所以温和一些。”张锦昌说。

对全球影响尚待观察和研究

汤加火山喷发时产生的巨型“蘑菇云”令人触目惊心。

据张锦昌介绍,这是因为海底火山喷发会产生大量的气体,主要是来自地球深部的水蒸气、二氧化碳、二氧化硫及一些挥发性物质,还有大量火山碎屑物质及炽热的熔岩喷出,在空中冷凝为火山灰、火山弹以及火山碎屑。

海底火山喷发对水圈、生物圈、大气圈等多圈层的环境,无疑都会造成巨大影响。据悉,印尼苏门答腊岛的多巴火山,在最近一次喷发中,硫化物与空气中的水分子结合后形成酸雨,导致植被遭到大量破坏。高温、含有毒物质的火山灰大面积降落在周边地区,造成了大规模人和动物伤亡。

另外,火山灰进入并停留在大气圈中的平流层,火山灰中的物质会反射阳光,导致进入地表的阳光减少,造成大范围的降温。同时,火山喷发的颗粒物落入广阔的海洋,为海洋藻类提供了肥料,促进了海藻的生长,增强了它们对二氧化碳这个温室气体的吸收,也可以给地球降温。

“然而,火山喷发将原本埋藏在地球深部的二氧化碳释放出来,是给地球升温的。但火山喷发在时间和空间上究竟给全球带来什么样的气候变化,还有待持续的科学观测和进一步的研究。”张锦昌说。

据美国地质调查局估计,此次火山喷发的能量,相当于5.8级地震,然而却产生了超乎想象的越洋海啸。目前海啸产生的具体机制不清晰,很可能是由于火山喷发导致火山山体大面积垮塌,再加上激波的双重效应,产生了越洋海啸。

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