导致全境失联的汤加火山喷发，会影响我国吗？

中科院物理所 2022-04-06

The following article is from 上海科技馆 Author 丁仲丽&万三

1月15日，南太平洋岛国汤加的海底火山剧烈喷发，引起了全世界的关注。火山喷发，不仅形成了高度达20公里的蘑菇云，还引发了全球多地海啸。

图源：Taaniela Kula_ TGS

面对突如其来的火山喷发，不少网友都提出了担忧。

首先，来看一个视频，用2分钟时间扫除一下知识盲区。我们特别邀请了中国地质科学院地质研究所、知名地质科普博主董汉文，为大家解读汤加火山。

汤加火山喷发的影响

Q1:“汤加火山喷发会对我国有什么影响吗？”

此次火山喷发，我国多个城市都检测到了气压的变化，但是这个气压变化非常小，可以忽略不计。另外，虽然澳大利亚，新西兰，日本等国家都观测到了海啸，但是海啸的涌浪高度并不是特别高。我国大陆架非常平坦，海岸线很长，就算产生海啸，涌浪高度也不会太高。所以，目前大家不用过于担心此次火山喷发会对我国的影响。

我国多个城市检测到气压变化

图源：weibo.com

日本高知县多地港湾共计19艘渔船倾覆或沉没，没有伤亡报告

图源：澎湃新闻

Q2:“会对全球气候有什么影响吗？”

火山喷发所产生的火山灰遮天蔽日，会在火山覆盖的范围（约400-500公里），造成一定程度的降温。虽然汤加火山喷发强度大，产生的冲击波影响了全球，但是它的喷发时间比较短，冲到下平流层的二氧化硫浓度也比较有限，目前还达不到影响全球气候的程度。另外，北半球盛行西风带，南半球盛行东风带，南北半球相对独立，所以不太可能影响我国，对全球气候的影响也非常小。

图源：中国气象局

虽然汤加火山喷发没有直接对全球气候产生可测量的影响，但是它有影响气候的其他途径。作为南太平洋低纬度区域的火山，此次喷发会对当地和南半球中高纬度的陆地造成明显影响；其次，火山喷发点在ENSO关键区附近，可能通过阳伞效应影响辐射强迫，导致当地变冷并可能促进厄尔尼诺事件发展。不过，厄尔尼诺事件本身会导致数年小幅度的全球增暖，可能在总体上部分抵消火山的阳伞效应区域降温。

火山喷发对赤道中东太平洋海温的影响，可以看到对厄尔尼诺事件形成的促进作用

图源：weibo

Q3:“听说火山灰屏蔽全球约10%-13%日照，会对农业有影响吗？”

在这儿，要辟谣一下。火山喷发比较关键的是二氧化硫。火山灰粒子比较大，很难升到很高的平流层，一般都在对流层，它们很容易被雨点或者雷暴带下来，沉降到地面。

火山剧烈喷发过程

图源：卫星照片

二氧化硫进入平流层之后，可能会变成硫酸盐的小颗粒，在平流层中持续数月，甚至数年，这样会遮蔽阳光。但此次火山喷发产生的二氧化硫仅有约40万吨，是上一次削减了地球千分之一左右阳光、让全球平均气温降低0.5℃的1991年皮纳图博火山的百分之二。所以，汤加火山所产生的二氧化硫对阳光的削减会更弱，不会对农业产生影响。

1991-1993年，因为皮纳图博火山而明显降温

图源：weibo

至于汤加火山是否还会继续喷发，是否会造成进一步的影响还有待观察。

其实，火山喷发不止有强度分级，世界各地的火山拥有不同的风貌与性格。

火山的种类

大多数人根据活动情况将火山分为以下这三种：

几乎不再会喷发的死火山
尚且活跃经常喷发或预期可能喷发的活火山
有史以来曾经喷发过、但长期以来处于相对静止状态的休眠火山

然而火山之间的差异远不止于此，甚至连喷发的方式都不尽相同，远非人们想象中或者漫画中“岩浆冲天仿佛放巨型烟花”的场景。

常规印象中的火山爆发场景

图源：tenor.com

爆发的类型

火山爆发的类型大多以某个火山的名字来命名，这是因为科学家们往往都是从那些最著名的火山中观察到某一爆发现象的。

夏威夷式喷发

此种火山喷发类型以夏威夷岛上的火山为代表，特点是很少发生剧烈的爆炸，是火山喷发活动中最平静的一种。

低粘度的玄武岩浆从山顶火山口或山腰裂隙溢出，缓慢向下流动，恐怕戳开一条缝后会有内浆流出的巧克力熔岩蛋糕就是由此而来的灵感。

图源：小熊表情君微博

这种类型的喷发不容易造成人员伤亡，死亡案例大都是人为强行接近想要拍摄的结果。不过流淌的岩浆会毁坏周围的农田村庄，造成一定的财产损失。

2020年12月20日

夏威夷基拉韦厄火山的喷发

图源：weather.com

斯通博利式喷发

这种喷发类型以意大利西西里风神岛的斯通博利火山为代表。火山渣、火山砾和火山弹被持续喷射至数十至数百米的高度，接着大量火山碎屑又落回火山口，再次被喷出。

一次壮观的斯通博利式喷发

拍摄于西非佛得角的福古火山

图源：scitechdaily.com

这同样是一种相对温和的喷发方式，只不过比起夏威夷式喷发岩浆来说相对粘稠。

由于火山通道不受喷发活动的影响，所以该喷发系统可以不断自我复位，从而使斯通博利式喷发能够节律性地持续很长时间，这一点倒是真的很像持续喷射的烟花。

另外，由于这种小规模的喷发持续存在，斯通博利火山被称为“地中海的灯塔”。

武尔卡诺式喷发

这种喷发类型以意大利西西里岛附近的武尔卡诺岛来命名。以这种类型喷发的火山，平静时火山口上会形成较厚的固结外壳，气体在固结的外壳下聚集。

因而当喷发发生时，含有火山灰的浓密喷发云从火山峰顶升起，这些“菜花状”的喷发云通常是肮脏的灰黑色。

巴布亚新几内亚塔乌鲁火山的武尔卡诺式喷发

图源：wiki

在武尔卡诺式喷发中，被喷出的气体可以达到超音速从而产生冲击波，所以这种喷发会十分吵闹。虽然它比斯通博利式喷发要强烈一些，但大多数情况下仍然可谓是虚张声势，伤害性不大。

但也不能彻底掉以轻心，因为武尔卡诺式喷发会产生大量“面包皮状火山弹”，如果在火山喷发时离得太近了，被这些硬石块凝结的熔岩砸到是非常危险的。

面包皮状火山弹

图源：wiki

培雷式喷发

这种喷发类型的命名来源于加勒比海法属马提尼克岛的培雷火山。1902年的培雷火山爆发是历史上最严重的自然灾害之一，造成了巨大的破坏，30000多人因此死亡。

培雷式喷发是一种强烈的火山喷发，产生高粘度岩浆。其标志性特点是由快速流动的炽热气体、火山灰和火山碎屑形成的火山碎屑流，沿着斜坡向下流动。

在1902年的那场喷发中，温度超过1075℃的火山碎屑流在一分钟内就覆盖了整个圣皮埃尔城，瞬间点燃了所有可燃物，这是人类科学家首次认识到火山碎屑流这种自然现象。

火山喷发出大量烟雾

图源：he-earth-story.com

普林尼式喷发

有时也叫维苏威式喷发。公元79年的维苏威火山爆发是典型的普林尼式喷发，这场喷发毁灭了离火山口13千米的庞贝城。

罗马历史学家小普林尼是这次爆发的见证者，他对比了火山爆发的各种类型，这一爆发就是以他的名字来命名的。

普林尼式喷发最明显的特征是高耸入云的喷发柱，火山灰与浮岩能被喷射到距离地面10千米以上的平流层，被风推着远离火山。

而这些固体物质最终会落到地上，整个庞贝城就被平均7米厚的浮石层所掩埋。

1990年里道特火山的普林尼式喷发

图源：wiki

普林尼式喷发是目前已知的最为强烈的火山喷发类型，常形成锥顶崩塌的破火山口。

厄瓜多尔安第斯山脉的一个破火山口

图源：nationalgeographic.org｜拍摄者：OBLIOT

苏特塞式喷发

这是一种由特殊地貌带来的喷发类型。1963-1967年，冰岛南部浅海海底的一个火山口反复爆发，最终形成了一个新的火山岛——苏特塞火山岛。

苏特塞式喷发以反复爆发式喷发为特征，当炽热的玄武质岩浆与低温海水接触时，两者之间的温度差导致了剧烈的“水-熔岩”相互作用，驱动爆炸。

1966年8月19日苏特塞火山的喷发

图源：volcanocafe.wordpress.com

不过这些主要的火山喷发类型并非完全，因为不代表火山就不会发生其他类型的喷发。

事实上，人们始终保持着对自然的热爱与敬畏，至今仍在不断地观察火山的活动现象，试图更了解它，避免下一个“庞贝末日”的来临。

参考文献

[1] Becker, Robert John and Becker, Barbara (1998). "Volcanoes", p.133

[2] Scarth, Alwyn. La Catastrophe. Oxford. 2002: 207."

[3] How Volcanoes Work: Sakurajima Volcano". San Diego State University.[OL]. （http://sci.sdsu.edu/how_volcanoes_work/）

[4] Surtsey – The Birth of the Modern World, 2013 Nov.[OL]. (https://volcanocafe.wordpress.com/2013/11/13/surtsey-the-birth-of-the-modern-world/)

[5] Stephanie Pappas, Deadly Volcanic Flows Glide on Their Own Cushion of Air [OL]. (https://www.scientificamerican.com/article/deadly-volcanic-flows-glide-on-their-own-cushion-of-air/)

作者：丁仲丽&万三

图文编辑：一人白、小叮当

视频编辑：一人白

鸣谢：中国地质科学院地质研究所董汉文为本文提供科学指导

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编辑：Paarthurnax