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汤加火山爆发规模巨大,背后原因是什么?

The Tongan volcano erupting the day before the massive explosion Source: Twitter-TuoteroSismico

科学家现在正在调查洪阿汤加-洪阿哈阿帕伊岛(Hunga Tonga-Hunga Haʻapai)的火山爆发如何能引发环绕全球的冲击波。火山爆发规模之巨大让人们感到震惊,但这背后的原因是什么呢?(点击上图收听音频)

1月15日星期六,环太平洋地区的人们将不会轻易忘记这个日子。

阿拉斯加、澳大利亚和新西兰都能听到汤加火山喷发所引起的巨大爆炸声。

冲击波被世界各地科学家们记录下来。它在佛罗里达州的迈阿密被发现,并穿越了美国本土和太平洋。

不久之后,它又在同一地点被记录。这一次,冲击波以另一种方式穿越了亚洲、非洲和大西洋,蔓延至世界各地。

然后,在绕过地球后,它又被探测到了。

Scenes from an aircraft which flew over an area of Tonga that shows the heavy ash fall from the recent volcanic eruption within the Tongan Islands
A NZDF aircraft which flew over an area of Tonga, with scenes showing the heavy ash fall from the recent volcanic eruption.
New Zealand Defence Force

火山学家、新西兰地震委员会(New Zealand's Earthquake Commission,EQC)研究人员乔·霍罗克斯(Jo Horrocks)博士告诉新西兰广播电台,这次喷发的威力是出乎意料的。

她说:“这在汤加是一次相当令人惊讶的爆发——火山并不令人惊讶,我们知道汤加的情况。我惊讶的是,我们看到的海啸和压力波的广泛影响,这在世界各地都被记录到。我一直假设,火山爆发可能会造成更广泛且重大的灾害。”

火山喷发产生的海啸越过海洋,在秘鲁造成石油泄漏和两起溺水事件。而日本、新西兰、甚至美国西海岸都受到了影响。

当然,汤加受到了喷发的巨大影响。喷发发生在距离首都努库阿洛 (Nuku'alofa)以北64公里的地方,其造成的损失直至现在才逐渐清晰。

This satellite image taken by Himawari-8, a Japanese weather satellite, shows an undersea volcano eruption at the Pacific nation of Tonga, Jan. 15, 2022.
This satellite image taken by Himawari-8, a Japanese weather satellite, shows an undersea volcano eruption at the Pacific nation of Tonga, Jan. 15, 2022.
National Institute of Information and Communications Technology (NICT)

那么,为什么会发生如此大规模的火山喷发呢?

奥克兰大学地球科学教授肖恩·克罗宁(Shane Cronin)表示,汤加位于所谓的环太平洋火山带上,产生岩浆的几率非常高。

“汤加实际上是地球上的俯冲板块之一,这意味着一个板块在另一个板块下面滑动,这个速度快得惊人。因此,基本上那里发生的事情是,两个构造板块之间快速碰撞,而且地壳相当的薄,这意味着有很多的岩浆原材料。因此,有来自板块的挥发物,这些挥发物下沉,会融化那里的岩石。”

英国地质调查局(British Geological Survey)首席调查员大卫·塔平教授说,该地区的火山数量意味着存在大量的地质活动,这些活动不断地使岩石和南太平洋底部的地表发生位移。

他说:“地球表面是个相当恒定的区域,所以,如果你在一个地方创造岩石、物质,其他的地方就会被破坏。破坏就是沿着我们所说的聚合板块边缘发生的,这些厚重的海洋板块,厚达10或15公里,冲入了地幔。”

克罗宁教授解释说,在过去20年里,汤加火山一直在积累喷发。

“这段时间里,岩浆一直在堆积,它一直在慢慢地释放气体。但是,发生的情况是,海水渗入,下面是热岩浆,所以你会看到一种天花板效应,在岩浆上方,气体和压力被抑制。但是,岩浆仍然在不断地累积,压力不断上升,上升到不能被容纳下的程度,然后爆炸性释放,火山喷发了。”

The full extent of the damage in Tonga is still unclear with communication lines down.
The full extent of the damage in Tonga is still unclear with communication lines down.
Dr Faka’iloatonga Taumoefolau/Twitter

他还表示,最初的喷发只是这次火山爆发的一半。

“这将是一次惊人的大喷发。但接下来的事是,1200摄氏度的物质被内部气压分解,然后这些物质接触到水——水只有约20摄氏度,顷刻之间,大量的水变成蒸汽。当水蒸发时,它的膨胀率约是70倍,所以火山爆发就像有了涡轮增压。因此,这就是为什么(水面)会有如此猛烈的上升和下降。”

他指出,汤加的条件很独特,这也导致喷发后的强大冲击波。

“因此,爆发是如此迅速,我们认为它会把水推开,也会把空气推开。喷发不仅仅是一件事,更像是连环爆炸。然后这一点,加上空气和水,就制造了海啸,从而有了那些压力波。”

理查德·阿格斯(Richard John Arculus)是澳大利亚国立大学的火山学家。他说,汤加火山爆发是火山带上多年来最具爆炸性的事件之一,可能与1883年喀拉喀托火山和1991年的皮纳图博火山爆发一起列入最大规模火山爆发前十名。

接下来会发生什么?他告诉澳广ABC,我们对火山的观察并没有追溯到足够长的时间,因此无法做出准确预测。

“更持久的威胁是,可能发生更多事情,海啸的威胁也还没有结束。还有,如果火山在水下坍塌,这本身作为一种海底滑坡,会造成更多的麻烦。因此,对这座特殊的火山采取‘观察和行动’的态度是明智的。很多时候,像这样的喷发之前,会有一些小的零碎的火山物质喷出,一些地震活动,然后是一次大的喷发,再然后是喷发的衰减,没有第一次那么剧烈。但这并不是普遍的规则。而且我们还没有足够长的时间来观察这座火山在几千年和几万年的形成过程中,有何表现。”

汤加政府的一份声明将这次火山喷发描述为“前所未有的灾难”。

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