汤加火山为何“性烈如火”?

2022-01-19 14:50:58 | 来源: | 参与: 0 | 作者:张建松

“俯冲带加工厂”

环太平洋为什么会有一个“火环”?因为这片区域位于太平洋板块与欧亚板块、澳大利亚板块和美洲板块汇聚的区域,是地球上的“俯冲带加工厂”。

俯冲带,是指大洋板块俯冲于大陆板块之下的构造带,这里是地球表面物质和深部物质汇合、能量交换的地方。

据同济大学海洋与地球科学学院汪品先院士在《地球系统与演变》书中介绍,当大洋板块俯冲的时候,就会将沉积岩、玄武岩和海水一起带进地幔深处。随着俯冲深度的增加,俯冲板片不断发生变质、脱水。最终,当俯冲板片到了80公里的深处,角闪石发生分解,释放出水分和其他挥发性物质,降低了地幔固相线,使得地幔熔融、岩浆上涌,通过火山喷发和岩浆活动,沿着俯冲带形成火山弧。

具体来说有两种情况:如果大洋板块俯冲到大陆板块之下,形成的是大陆弧,比如北美西岸的卡斯凯迪亚山脉、南美西岸的安第斯山脉;如果俯冲带发生在大洋内部,大洋板块向大洋板块俯冲,形成的是大洋弧,比如西太平洋绵延2800公里的伊豆-小笠原-马里亚纳岛弧。

在这里,太平洋板块残存的古老洋壳,因为温度低、水深大,俯冲到年轻的菲律宾板块之下,形成了地球上最深的海沟——水深近11000米的马里亚纳海沟。当太平洋板块向西俯冲到澳大利亚板块之下,就形成了地球上第二深渊——水深近10800米的汤加海沟。

如果把俯冲带比喻为一个工厂,原料就是洋壳和大洋沉积,产品就是岩浆和陆壳,生产过程产生的废品,就是经过脱水和熔融过程后俯冲到地幔深处的板片。科学家通过深入分析火山喷发产生的物质的地球化学指标,可以进一步了解“俯冲带加工厂”深部的生产过程。

真切认识环太平洋“火环”

与汤加一样,位于环太平洋“火环”上的太平洋岛国巴布亚新几内亚,境内也多火山。距离新不列颠海沟最近的城市拉包尔,附近就有多座活火山。

1994年,当地一座名为Tavurvur的活火山在沉寂了半个多世纪后喷发,大量的火山灰和炙热的气体,瞬间毁掉了拉包尔整座城市80%的建筑。20年后,这座生命力旺盛的活火山再次喷发,大量的石头和火山灰被喷到距离海平面18公里的高空,曾迫使多个航班绕道。

2015年7月,记者曾跟随上海“彩虹鱼”项目科考团队前往拉包尔,乘坐“兰金”号停泊在Tavurvur火山脚下的海面上。远远看去,这座火山非常醒目。因为周围的山峰都是葱翠的,只有它是黑黢黢的,火山口不停地冒着白烟。晨昏之际,火山口还点缀了朵朵白云。

拉包尔设立了专门的火山监测站。当地监测员详细介绍了火山成因和监测设备。为进一步了解火山,“兰金”号船长还带领考察队员爬到火山口实地察看。

从“兰金”号乘坐小艇来到火山脚下,黝黑细腻的火山泥铺满了海滩,有的地方还冒着热气,脚底仿佛踩在了“地热垫”上,烫得不能在一个地方久站,但海水却是温暖而清澈。

火山喷出的多种物质冷却后,乱七八糟地堆在了火山上。从山脚向上攀登,仿佛在攀登一个巨大的乱石堆,没有任何山路可走。刚刚喷发不久的火山,散发着浓烈的硫磺味。有的山体缝隙里还冒着热气,石头摸上去还在发烫;有的岩浆喷出来后还没有形成石头,只在外面包裹了一层硬壳,里面是软软的一大坨物质;有的物质形成的石头比铁还坚硬,棱角比刀子还锋利。海拔700多米的火山,我们迂回曲折地艰难攀登了两个多小时,终于登上了火山口。

黑色的火山口好像一口凹下去的圆形大锅。站在大锅的边缘往下看,锅里深不见底、热气腾腾。巨大的石头裂缝里都冒着白色的热气,时大时小,硫磺味扑鼻而来,裂缝周围的石头颜色明显不同。亲眼目睹火山口,让考察队员对太平洋“火环”有了更真切的认识。

然而,地球自身的修复能力也令人惊叹。2016年8月,当记者乘坐“张謇”号科考船再次来到拉包尔,这座火山已经停止了冒烟,黝黑的身躯已变得柔和安静,在周围山脉之间已不再显得那么突兀。

目前,“性烈如火”的汤加火山喷发,表明该地火山口已经苏醒,喷发活跃期可能持续数周甚至数年,尚不清楚是否达峰值,更不知何时才能安静下来。如果再度喷发,汤加有可能遭到海啸、暴雨、洪水和强风等“灾害链”的破坏性侵袭。专家呼吁国际社会加强对汤加受灾人民的援助,同时加强监测,做好迎战更多“灾害链”的准备。(记者 张建松)

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