核試驗對長白山影響幾何？

曾鼎

長白山位于中國吉林省東南部，是中國和朝鮮的界山。長白山最高峰的天池是著名的旅游勝地，也是松花江的發(fā)源地。長白山天池實際是一座休眠火山。

但近年來，朝鮮數(shù)次進(jìn)行核試驗，核爆地點至長白山天池的直線距離僅100多公里，給這座休眠火山蒙上了一層陰影。

事實上，長白山擁有一個龐大的火山群，由天池火山主火山口及周邊寄生火山組成。長白山天池火山是亞洲大陸最大的活火山，也是中國大陸最具潛在災(zāi)害性噴發(fā)危險的活火山。這座火山地處太平洋板塊與歐亞板塊俯沖地帶，是一座規(guī)模巨大的板內(nèi)層狀復(fù)式火山。

長白山天池的火山運(yùn)動歷史上曾經(jīng)十分劇烈，比如距今1000年左右的一次噴發(fā)，是近兩千年來全球最大規(guī)模的火山噴發(fā)之一。當(dāng)年火山噴發(fā)的巖漿流奔涌了數(shù)十公里，強(qiáng)大的噴發(fā)柱沖進(jìn)大氣平流層，厚重的火山灰甚至覆蓋到了日本北海道。這場自然災(zāi)害直接危及周邊生態(tài)環(huán)境，也影響了全球氣候變化。

天池火山在中國明、清時期仍有噴發(fā)記錄，其最近一次噴發(fā)是1903年。但由于長白山地處偏遠(yuǎn)，而且作為滿族起源地，長白山是清王朝的圣山，長期被封閉，人煙稀少，火山活動的破壞性不顯著。

但時至今日，隨著社會發(fā)展，尤其是旅游業(yè)的發(fā)達(dá)，長白山天池周邊地區(qū)的人口增加迅猛，遠(yuǎn)甚往昔。朝鮮方面在這樣一座火山附近的核試驗，影響非同小可。

朝鮮最近的一次核爆試驗發(fā)生在2016年1月6日。核爆引發(fā)了一場5.1級的地震，中朝邊境震感明顯，吉林省境內(nèi)一所學(xué)校的操場甚至開裂。

朝鮮頻繁的核爆試驗是否會影響到長白山的活動，甚至誘發(fā)災(zāi)難性的火山噴發(fā)？作為一座跨越中朝邊境的國際火山，長白山天池火山近年來受到越來越多的國際關(guān)注，國際火山學(xué)界專家目前已經(jīng)展開針對性的核爆影響研究。

韓國學(xué)者：核試驗對長白山構(gòu)成直接威脅

2016年2月17日，韓國首爾延世大學(xué)的地球系統(tǒng)科學(xué)系教授洪泰京（Tae-kyung Hong）等學(xué)者在國際學(xué)術(shù)刊物《科學(xué)報告》（Scientific Reports ）雜志刊出在線論文，調(diào)查了朝鮮核爆試驗對長白山地質(zhì)活動的影響。論文稱，“在一座活火山附近進(jìn)行地下核爆給該火山造成直接的威脅?！?/p>

洪泰京的論文稱，朝鮮核試驗引發(fā)的強(qiáng)烈地震活動將誘導(dǎo)較大的動態(tài)應(yīng)力變化，進(jìn)而擾動火山巖漿蓄積場所的巖漿囊（chamber of magma），加速火山活動。據(jù)研究，核試驗如果引起5到7.6級地震，可能造成長白山巖漿囊發(fā)生數(shù)十至數(shù)百千帕的壓力變化。當(dāng)核試驗引發(fā)7級規(guī)模的地震，長白山巖漿囊所受的壓力峰值將達(dá)到120千帕。

洪泰京的這篇論文，是目前唯一公開可見的朝鮮核爆影響長白山火山活動的研究。國內(nèi)一家科研機(jī)構(gòu)不愿意透露姓名的地質(zhì)學(xué)者告訴《鳳凰周刊》，除了韓國學(xué)者的研究，他沒看到中國國內(nèi)有朝鮮核試驗對長白山活動影響的研究。他認(rèn)為，這樣的研究結(jié)果只要言之有物，其實挺好在國際學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表。“之所以沒有，可能是因為實質(zhì)影響太小，沒人感興趣。也可能跟有興趣做這樣研究的學(xué)者，很難拿到敏感的監(jiān)測數(shù)據(jù)有關(guān)?！?/p>

“這篇文章進(jìn)行了一系列假設(shè)，其實質(zhì)是建立了一個模型，來研究核爆試驗引發(fā)的地震可能帶來的影響?！敝袊卣鹁值刭|(zhì)研究所活動火山研究室主任許建東告訴《鳳凰周刊》，洪泰京的文章經(jīng)過科學(xué)界的同行評議，發(fā)表在較高級別的國際學(xué)術(shù)期刊，自有其價值。不過，這篇文章所設(shè)模型的準(zhǔn)確性還有待探討。

洪泰京沒有回應(yīng)《鳳凰周刊》的采訪請求。但實際上，韓國方面一直長期關(guān)注長白山問題。韓國媒體DailyNK曾于2013年報道，長白山千年前的噴發(fā)，爆發(fā)指數(shù)是7.4左右，而2010年曾釀成巨大災(zāi)難的冰島火山爆發(fā)指數(shù)僅為4。韓國國立防災(zāi)研究院根據(jù)美國聯(lián)邦災(zāi)難管理廳（FEMA）的模擬實驗結(jié)果推測，如果長白山在冬天爆發(fā)，火山灰會在8小時內(nèi)掩蓋韓國郁陵島，12小時內(nèi)到達(dá)日本，東北亞的航空路線將癱瘓。

此外，長白山天池有20億噸水，如果火山爆發(fā)將極具破壞力。韓聯(lián)社曾報道，韓國消防防災(zāi)廳向韓國國會提交的資料顯示，若長白山火山爆發(fā)，鴨綠江、圖們江和松花江地區(qū)將大規(guī)模遭受洪水災(zāi)害。“長白山火山爆發(fā)后會以水災(zāi)、火災(zāi)、地震和火山灰的順序出現(xiàn)災(zāi)害……噴發(fā)3個多小時后，洪災(zāi)淹沒的災(zāi)區(qū)半徑可達(dá)30公里，朝鮮部分賓館、公寓和醫(yī)院等主要設(shè)施將遭到淹沒?！?p>

中國地震局地質(zhì)研究所研究員高建國此前也曾指出，長白山火山一旦噴發(fā)，天池會像堰塞湖決口一樣，危害甚至比火山噴發(fā)還大，屆時，情況需要根據(jù)池水溢出多少、往哪里流，具體分析。

盡管“朝鮮核爆或引發(fā)長白山噴發(fā)，給中國造成不可估量災(zāi)難”的說法一直在韓國流傳，但《鳳凰周刊》記者在長白山天池附近地區(qū)走訪，當(dāng)?shù)毓妼﹂L白山可能“火山噴發(fā)”并無太多了解，而且缺乏防災(zāi)認(rèn)知。

中國學(xué)者：長白山會受多大影響需謹(jǐn)慎判斷

對于朝鮮核試驗可能對長白山造成的影響，中國方面的學(xué)者則措辭謹(jǐn)慎。

朝鮮核爆對長白山的影響，要看“影響”如何定義。許建東說，朝鮮此前進(jìn)行4次核爆試驗，中國方面都監(jiān)測到了傳遞到長白山的地震波，從這個角度而言，地震肯定影響到了長白山。但從這些年的監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，長白山的巖漿囊很多，有深有淺，巖漿囊整體的活動趨勢并沒有因為核爆發(fā)生變化，也可以說它沒有造成實質(zhì)影響。

外界一直傳言，朝鮮核爆引發(fā)的地震可能誘發(fā)長白山火山噴發(fā)，這種解讀在韓國學(xué)者洪泰京的研究文章發(fā)表后進(jìn)一步強(qiáng)化。不過，洪泰京的論文原文當(dāng)中多用核試驗“干擾”火山活動，并未見到“誘發(fā)噴發(fā)”的字眼。許建東也直言，“增加活動性是有可能，但直接誘發(fā)噴發(fā)很難。要影響到長白山巖漿系統(tǒng)的活動，需要很大的能量?！?

許建東舉了一個例子供借鑒。2002年6月，吉林省汪清縣曾發(fā)生7.2級地震，震源距離長白山也是100多公里。在這之后，正好趕上從2002年起，長白山迎來火山活動的一個活躍高峰，學(xué)界為此一度懷疑是否這次深源地震引發(fā)導(dǎo)致。

“國家自然科學(xué)基金委和科技部都曾為此資助課題開展專門研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，汪清這次地震產(chǎn)生的能量，傳遞到長白山以后，遠(yuǎn)不足以誘發(fā)長白山的巖漿異常擾動，對長白山巖漿囊造成干擾。也就是說，長白山火山2002年開始的巖漿擾動與汪清地震沒有直接關(guān)系?！痹S建東說，這一結(jié)論基于目前的假設(shè)和認(rèn)知水平，譬如，長白山的巖漿囊到底在哪兒、有多大體積、周圍的介質(zhì)結(jié)構(gòu)。

更重要的是，地震波在傳播的同時也在衰減。汪清地震是深源地震，發(fā)生在地表下近600公里處，而朝鮮核試驗在地下幾百米的坑道進(jìn)行，屬于淺源，幾乎發(fā)生在地表，其影響范圍遠(yuǎn)小于發(fā)生在地下一定深度的同級別地震。就目前已經(jīng)進(jìn)行的4次朝鮮核試驗，所引發(fā)震級也遠(yuǎn)不如汪清地震。

許建東強(qiáng)調(diào)，地震爆發(fā)與火山噴發(fā)機(jī)理不一樣，長白山周邊的公眾不必過分恐慌或擔(dān)憂?；鹕絿姲l(fā)前會有三方面的征兆：火山地震頻率會增加，山體會發(fā)生抬升等形變，來自地幔的火山氣體會大量溢出。

中國從上個世紀(jì)90年代開始在長白山籌備火山監(jiān)測，1999年長白山天池火山監(jiān)測站正式投入觀測。長白山天池火山監(jiān)測站站長孔慶軍告訴《鳳凰周刊》，火山站“現(xiàn)在每年都在進(jìn)行監(jiān)測，數(shù)據(jù)會分別報送上級機(jī)構(gòu)”，官方信息顯示，這些數(shù)據(jù)會報送給中國地震局地質(zhì)所和吉林省地震局。

許建東稱，中國大陸活躍的火山很少，境內(nèi)上一次疑似火山噴發(fā)的記錄還要追溯到1950年代新疆的昆侖山，長白山因此一直是火山學(xué)界關(guān)注重點。

“之前曾經(jīng)有過一段時間，長白山的地質(zhì)活動跡象一度讓我們高度緊張?！痹S建東說，從2002年到2005年期間，長白山的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，這期間長白山地質(zhì)活動異?；钴S。各項觀測數(shù)據(jù)在這一時期驟增，火山噴發(fā)的征兆如火山地震、山體形變都有數(shù)量級的增長。

不過，躁動一時之后，長白山又歸于平靜。許建東說，其中原因尚不清楚，火山學(xué)界還需要研究。這也是為何國外一些火山較為活躍的國家，常常會為“誤報”“虛報”火山噴發(fā)的現(xiàn)象困擾。

也是在這次活躍期過后，2006年10月，朝鮮在距離長白山100公里之外的吉州郡進(jìn)行了首次核試驗，為這座仍待更多科研探究的火山又增加了新的不確定性。

另有接受采訪的中國科學(xué)家告訴《鳳凰周刊》，以之前朝鮮的核試驗規(guī)模來看，過去長白山火山活動受到的影響應(yīng)該很小。按照洪泰京論文，其論證基礎(chǔ)是假設(shè)核爆引發(fā)7級地震，但公開資料顯示，從2006年朝鮮第一次核試驗到2016年第四次核試驗，地震規(guī)模從最初的3.6級上升到5.1級，還未出現(xiàn)地震規(guī)模超過7級的情況。

不過，朝鮮核爆引發(fā)的地震規(guī)模過去一直在增加，誰也不知道，朝鮮的下一次核爆規(guī)模會大到什么程度。

事涉中朝，“敏感”的長白山研究能否解鎖？

由于涉及地緣政治、中朝關(guān)系等問題，接受《鳳凰周刊》采訪的中國學(xué)者和火山監(jiān)測站工作人員明言，長白山的話題敏感。

公開資料顯示，清朝時期，中國與朝鮮在長白山南麓的分水嶺確定界碑，長白山主峰及天池皆在中國清朝版圖內(nèi)。1962年，中朝于平壤簽訂中朝邊界條約，規(guī)定國境線通過天池，并將此線以南地區(qū)包括一定比例的天池面積讓給朝鮮。長白山（朝鮮稱之為“白頭山”）由此成為中朝兩國共有。

多年來，朝鮮方面將長白山塑造為圣地，將其境內(nèi)的白頭峰改名為“將軍峰”。朝鮮官方宣傳稱，長白山是該國前領(lǐng)導(dǎo)人金正日的出生地。1992年，朝鮮在修正的《憲法》當(dāng)中添加了“革命的圣山白頭山”字句，并將國徽中的山峰改為白頭山圖案。朝鮮官方媒體報道，2015年4月，現(xiàn)任領(lǐng)導(dǎo)人金正恩穿著西裝和皮鞋登上了長白山。

朝鮮對外界的封閉，以及塑造的長白山地位，使得長白山朝鮮一側(cè)的科研長期處于停滯。然而，2002年到2005年之間，長白山變得活躍，地震連續(xù)轟隆作響，這個沉睡多年的火山巨人這一刻像是翻了個身。此后，長白山雖然安靜下來，但這次地震群引起了朝鮮政府的關(guān)注，朝鮮開始期待能和鄰國合作，甚至請求西方國家援助。

2013年，英國倫敦大學(xué)地震學(xué)者詹姆斯·哈蒙德（James Hammond）博士打破了長白山朝鮮一側(cè)的科研僵局。他和劍橋大學(xué)火山學(xué)者Clive Oppenhimer教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊，接受國際基金會的資助，在長白山朝鮮一側(cè)架設(shè)了6臺地震儀，開始為期兩年多的長白山火山學(xué)與地球物理綜合研究。

這是西方的地球物理儀器首次插入朝鮮的土壤，也是朝鮮首次對外開放科考。據(jù)美國《國家地理》雜志報道，解鎖這一成就并不容易。詹姆斯團(tuán)隊和朝鮮當(dāng)局協(xié)商了多年，才得以獲準(zhǔn)組成一支科考團(tuán)隊深入朝鮮。研究者在長白山朝鮮一側(cè)，呈一字、頭尾跨度60公里，布置了地震儀器。當(dāng)然，全程少不了陪同的朝鮮當(dāng)?shù)毓ぷ魅藛T。

2016年4月16日，依賴在朝鮮布置地震儀取得的數(shù)據(jù)，這次科考的研究成果首次在線發(fā)表。來自英國、美國及朝鮮的地震學(xué)家，聯(lián)名在國際科學(xué)期刊《科學(xué)發(fā)展》（Science Advances）發(fā)表了研究論文。朝鮮方面占據(jù)了論文的第一作者。據(jù)第二作者、實質(zhì)上牽頭這項研究的詹姆斯稱，這項研究“確認(rèn)了朝鮮境內(nèi)的長白山地下存在巖漿?！?/p>

“盡管長白山發(fā)生過歷史上最大的火山噴發(fā)之一，但有關(guān)它的巖漿變化、地質(zhì)年代學(xué)、地下結(jié)構(gòu)還知之甚少?！边@篇論文指出，研究證實長白山天池5—10千米的地下存在大規(guī)模的巖漿，這是長白山未來可能噴發(fā)的基礎(chǔ)。

“長白山內(nèi)熔融態(tài)的物質(zhì)有可能噴出地表，我們要弄清火山下方的地質(zhì)構(gòu)造?！闭材匪菇忉專贾迷诔r的地震儀器能記錄地表以下各種大小的晃動。地震釋放的地震波在地球內(nèi)部震蕩，傳播速度隨著地質(zhì)構(gòu)造的變化而改變。科學(xué)家通過收集數(shù)據(jù)，根據(jù)儀器所在地的地震波速度變化分析該位置的地質(zhì)情況，是固態(tài)的巖石還是部分熔化的膠黏物，最終繪制出地下地質(zhì)構(gòu)造圖。

不過，這篇論文并未談及朝鮮核試驗影響的問題。詹姆斯對《鳳凰周刊》就核爆影響長白山火山噴發(fā)的問題未予置評，一位熟知他的中方科學(xué)家說，“比較敏感，詹姆斯會排斥這種問題?！?/p>

長白山朝鮮一側(cè)的地震儀很可能也未能記錄到朝鮮核試驗的地震波。繼2006年第一次核試驗以后，朝鮮分別在2009年5月、2013年2月、2016年1月分別進(jìn)行了三次核試驗，而科學(xué)家們是在2013年后布置的地震監(jiān)測儀，監(jiān)測工作維持了兩年多后，可能在2016年核試驗前已經(jīng)結(jié)束。

參與朝鮮研究的西方科學(xué)家都表示，他們期待著再次前往朝鮮做進(jìn)一步的考察。長白山之下具體埋藏有多少巖漿？部分熔融的巖漿囊有多大？這些都尚不清楚。此次研究雖然證實了長白山火山還很活躍，但未來噴發(fā)的可能性到底有多大，這仍是一個待揭開的謎團(tuán)。

“我們非常希望能夠與中國、朝鮮學(xué)者一起，結(jié)合火山邊境兩側(cè)的儀器監(jiān)測數(shù)據(jù)，將長白山作為一個整體來研究……最終，還是希望能夠促進(jìn)他們一起合作，而我們也許能成為其中一環(huán)?！闭材匪乖诮邮堋蹲匀弧冯s志采訪時說。

前述不愿意透露姓名的中國地質(zhì)科學(xué)家則告訴《鳳凰周刊》，朝鮮一側(cè)開展的地震監(jiān)測是長白山火山監(jiān)測歷史上的“破冰之舉”，朝鮮占據(jù)了長白山的東南角，中國在長白山北坡建有火山監(jiān)測站，如果能夠相互交流和合作，的確能夠更加完整、全面認(rèn)識長白山火山的深部結(jié)構(gòu)和火山作用過程。

雖然研究長白山多年，這位地質(zhì)學(xué)家還從未成功涉足過朝鮮境內(nèi)的長白山。他稱，中朝尚未能在長白山上展開科研合作，“這就不是科研因素了，問題敏感，有很多的外部干擾”。