湯加之劫：可預(yù)測的海底火山大爆發(fā)？

曹然

2022年1月15日，多個衛(wèi)星捕捉到火山噴發(fā)的瞬間：海面大面積“炸開”，巨大波紋向外迅速擴散。圖/澎湃影像

肖恩·克羅寧（Shane Cronin）踏著厚厚的火山灰登上小島。一片死寂，沒有任何生命跡象，只能辨識出一些被燒盡的樹木殘渣。2016年，在一次大規(guī)模噴發(fā)之后，奧克蘭大學(xué)地球科學(xué)教授克羅寧成為最先登陸湯加洪阿哈阿帕伊島火山的人。

“準(zhǔn)確地說，這是一座在水下綿延20多公里的海底火山，我只是踏上了它的火山灰堆積而成的一個小平臺?！笨肆_寧對《中國新聞周刊》說，雖然去過很多火山，但當(dāng)時的場景“總讓人很難忘記”。

六年后，2022年1月15日，這里再次沖天而起六萬五千英尺高的煙柱，伴隨著爆炸聲和本世紀(jì)火山爆發(fā)中前所未有的密集閃電。在每秒上百次電光石火之間，克羅寧曾踏上的“島”，連同那里新生長出的花草植被、棲居的鳥雀和貓頭鷹，轉(zhuǎn)瞬間不見了蹤影。

與此同時，一米多高的海嘯在65公里外的太平洋島國湯加首都席卷而來，湯加全國很快陷入黑暗、斷電，與外界通訊斷絕。從南太平洋地區(qū)的斐濟、新西蘭、秘魯?shù)綌?shù)千公里外的美國、日本、加拿大，大洋兩岸各國紛紛發(fā)布海嘯預(yù)警，以應(yīng)對“三十年來最大的火山活動”。

然而，火山并不是毫無預(yù)兆地突然噴發(fā)的?！澳憧梢园阉胂蟪梢粋€封閉的空間，越來越多的巖漿在其中積蓄，內(nèi)部的壓力越來越大，而去年12月到今年1月初的小規(guī)模噴發(fā)，則是這個大空間的局部‘泄漏，但這已經(jīng)給我們釋放了明確的信號：一場大規(guī)模的噴發(fā)要來了?！笨肆_寧說。

令科學(xué)家們痛心的是，他們知道火山將會大規(guī)模爆發(fā)，也知道預(yù)測的方法，但在現(xiàn)實中卻束手無策?！按蟊l(fā)過去兩天，我們依然不知道海底到底發(fā)生了什么”。

“人類可以預(yù)測火山噴發(fā)，但不是這次”

2021年12月28日，史密森尼學(xué)會全球火山項目專家珍妮·克里普納（Janine Krippner）監(jiān)測到洪阿哈阿帕伊島火山發(fā)生多次海底噴發(fā)，最長一次持續(xù)了約30分鐘，裹挾火山灰的煙柱上升到四萬英尺高空。旅居新西蘭的湯加居民布萊克對《中國新聞周刊》回憶，他不知道湯加塔布島的家人是否看到了這個景象，但之后的幾天，他在島上的親友都說能聽到遠方傳來火山爆發(fā)的隆隆響聲。

沒人在意這些聲響。湯加170多個大小島嶼周邊，每隔百余公里就分布著一座海底火山。這里是太平洋板塊和澳大利亞板塊的交界處，太平洋板塊不斷擠向澳大利亞板塊下方，深入到地幔的超熱巖后，下擠板塊中的水分被烘烤上升到上層的地幔中，促成巖石融化為巖漿，不斷從海底噴發(fā)。

多數(shù)情況下，這種噴發(fā)不會影響到遠方有人居住的地區(qū)。洪阿哈阿帕伊島火山在2009年和2015年都曾爆發(fā)，火山灰覆蓋了方圓十多平方公里的區(qū)域。但在無人區(qū)之外，當(dāng)時湯加的水路和航空運輸都不曾中斷。

不過，2015年的噴發(fā)在海平面上形成了一座新的火山“島”，將原本露出海面、相隔數(shù)公里遠的兩座小火山島連在一起。而在此之前的150年，因海底火山噴發(fā)新形成的島嶼只有兩座。奧克蘭大學(xué)地球科學(xué)教授克羅寧因而帶領(lǐng)一個團隊登上火山島，以考察這個靠近人類的火山是否有更劇烈爆發(fā)的可能性。

火山大部分都在水下，很難直接觀察，但克羅寧對《中國新聞周刊》回憶，島上的火山碎屑沉積物比多數(shù)火山更大。這意味著此前海底的活動極其劇烈。

搜集實地數(shù)據(jù)后，研究團隊發(fā)布結(jié)論：這座火山大約每隔一千年會發(fā)生一次大爆發(fā)，而上一次大爆發(fā)的時間是公元1100年前后。2015年較大規(guī)模的噴發(fā)，只是這一輪“千年爆發(fā)”的前期醞釀。

時間來到2022年1月3日。一個穿越火山上空的熱帶氣旋遮擋了對這座火山的衛(wèi)星觀測。當(dāng)天，小規(guī)模的噴發(fā)頻率降低，海底活動似乎已接近尾聲。但克里普納內(nèi)心隱隱有些不安：此類火山噴發(fā)通常會持續(xù)數(shù)周甚至數(shù)月時間，而通過衛(wèi)星觀測海底火山，人們看到的噴發(fā)狀況完全取決于有多少巖漿到達了地表。

在海底火山噴發(fā)時，巖漿如果緩慢上升，會被海水冷卻;如果爆發(fā)性噴出，就能突破海水的“絕緣層”，進而讓海水迅速汽化、體積膨脹，從而導(dǎo)致類似“化學(xué)武器爆炸”的劇烈反應(yīng)，比陸地火山噴發(fā)更加猛烈。這兩種現(xiàn)象在一個周期里會反復(fù)出現(xiàn)，僅靠衛(wèi)星觀測很難判斷活躍期是否結(jié)束。

“任何一天，全球都有四五十座火山噴發(fā)，大多都屬于很小的事件，問題在于，哪些會成為潛在的大事件？”克里普納對《中國新聞周刊》坦言，科學(xué)家可以預(yù)測一些火山噴發(fā)，但“每座火山都是不同的，預(yù)測取決于我們對一座火山了解多少”。

這一次，除了遙遠的、只能看到海面之上的衛(wèi)星觀測，以及湯加、斐濟、新西蘭的地震監(jiān)測數(shù)據(jù)，人們沒有任何信息。

有機會登島的克羅寧表示，人們并非沒有考慮過在島上安裝地震儀等設(shè)備，因為遠方的地震臺只能監(jiān)測到少數(shù)“大的信號”，無法做到對火山動態(tài)的實時追蹤。但是，火山距離最近的有人居住島嶼有65公里遠，處于暴露的環(huán)境中，地面沒有電源也沒有信號，“且不說維護成本高昂，即使放置了設(shè)備，也會被此后的任何噴發(fā)活動所摧毀”。

1月4日，洪阿哈阿帕伊島火山進入短暫的平靜。14日，噴發(fā)再次頻繁。湯加政府發(fā)出海嘯預(yù)警，當(dāng)天的官方活動都被取消。布萊克說，收到警報后人們通常會躲往內(nèi)陸及機場等公共設(shè)施，但也有人繼續(xù)在外活動。第二天下午，英國僑民安吉拉和她的丈夫離開安全居所，準(zhǔn)備將自家的狗狗接過來。

15日晚上，大爆發(fā)到來。一位湯加國會工作人員發(fā)布的社交媒體照片顯示，灰燼和碎石在65公里外的湯加塔布島紛紛而下，黑暗籠罩了天空。上岸的浪潮拍碎了度假村和房屋。安吉拉的丈夫抓住一棵樹干幸存，安吉拉的遺體則在18日被發(fā)現(xiàn)。

從那時起到18日，布萊克始終未能聯(lián)系到島上的親友。只有衛(wèi)星電話可以使用。直到17日，新西蘭總理阿德恩都沒能和湯加領(lǐng)導(dǎo)人通話?？肆_寧表示，通訊問題可能是因為海底光纜已經(jīng)損壞，也可能是火山灰造成大面積停電而引發(fā)的連鎖反應(yīng)。

“危機還遠未結(jié)束”

1月17日以來，隨著湯加政府機關(guān)與外界的聯(lián)系逐漸恢復(fù)，湯加塔布島“人員傷亡不多”的信息得到官方確認，但其他島嶼仍多處于失聯(lián)狀態(tài)。澳洲媒體報道稱，當(dāng)?shù)氐暮[警報仍然有效，但加油站、面包店和商店已經(jīng)開始短時間恢復(fù)營業(yè)，以保障民生必需品供應(yīng)。湯加塔布島的照片顯示，潮水已經(jīng)消退，大塊的混凝土、石頭、樹木等物品散落在地面上。湯加最大的機場嚴(yán)重受損，暫時無法保障救援飛機起降。

世界更擔(dān)心火山噴發(fā)是否會對全球氣候變化造成影響，甚至形成所謂“無夏之年”。1991年，菲律賓皮納圖博火山爆發(fā)，是20世紀(jì)規(guī)模第二大的火山噴發(fā)事件。八年后，夏威夷大學(xué)的研究顯示，當(dāng)時火山向平流層噴射了大約 2000 萬噸（20Tg）二氧化硫氣體，形成硫酸霧，導(dǎo)致全球平均氣溫下降約0.5℃，臭氧層損耗亦在短期內(nèi)大幅增加。

不過，受訪科學(xué)家都明確否認了這種可能性。克里普納表示，火山對氣候變化造成的影響，并不僅僅取決于爆發(fā)時的規(guī)模，而是受巖漿中釋放的氣體類型、火山所處的位置、噴發(fā)柱體的高度、持續(xù)活躍的時長等諸多因素的影響。

已知信息顯示，洪阿哈阿帕伊島火山釋放了大量二氧化硫，其噴發(fā)時柱體高度略低于皮納圖博火山，但持續(xù)時間較短。中國科學(xué)院大氣物理研究所左萌博士18日發(fā)布的研究結(jié)果顯示，目前為止，本次火山噴發(fā)的二氧化硫氣體質(zhì)量為0.4Tg。將其強度類比至1980年圣海倫斯火山噴發(fā)釋放1Tg二氧化硫，發(fā)現(xiàn)即使釋放二氧化硫質(zhì)量達到1Tg，全球平均溫度預(yù)計下降僅為0.01℃，不會對全球氣溫造成顯著影響。

克羅寧也表示，本次大爆發(fā)所產(chǎn)生的二氧化硫氣體數(shù)量“大概是造成全球氣候變化所需數(shù)量的十分之一”，但會影響湯加及周邊地區(qū)的氣候，比如在當(dāng)?shù)卦斐伤嵊辍！皽用癖妼[防范很有經(jīng)驗，但大多數(shù)人需要學(xué)習(xí)注意防范火山灰對生活造成的影響，特別是未來一段時間可能出現(xiàn)的酸雨和水質(zhì)問題”。

真正讓科學(xué)家擔(dān)憂的是，監(jiān)測顯示火山?jīng)]有在大爆發(fā)后停歇?！拔乙贿厡懀ǚ治龌鹕奖l(fā)的）文章，一邊就能看到小規(guī)模的噴發(fā)依然不斷發(fā)生?！笨肆_寧說，考慮到火山地處的太平洋板塊—澳大利亞板塊之間非?；钴S，還有更多的巖漿在海底醞釀，這場危機遠未結(jié)束。

“但是，由于1月15日的大爆發(fā)降低了巖漿和氣體的壓力，因此后續(xù)噴發(fā)可能沒有那么強的爆炸性。另一方面，由于火山口坍塌、變得比以前更深，噴發(fā)也就更難沖入大氣層?！彼f，“不過，考慮到火山口距海面只有約300米，這次坍塌不足以阻止海底噴發(fā)沖上海平面。另外，海底噴發(fā)仍會造成海嘯。”

克里普納則認為，究竟是火山口坍塌、爆炸還是山體滑坡等因素導(dǎo)致2015年形成的小島消失，目前還難下定論，不能僅靠衛(wèi)星觀測和既有經(jīng)驗判斷?！盎鹕奖l(fā)規(guī)模越大，就越罕見，我們所知的信息就越少”。

她和克羅寧都表示，當(dāng)務(wù)之急是需要更多的數(shù)據(jù)，但不論是使用飛機還是船只靠近火山觀察都不可能實現(xiàn)。1月17日，澳大利亞政府派出的一架飛機試圖接近火山，但未能成功?？肆_寧建議湯加政府“有可能的時候派船只去火山周圍觀察一下，實在不行則只能收集間接信息，比如觀察周邊海水顏色的變化”。

“我們看不到水下的狀況，不知道還有多少巖漿沒有釋放。我只能說，我希望1月15日的爆發(fā)之后不會有更嚴(yán)重的情況發(fā)生?！笨死锲占{說。

從對比圖可以看出，洪阿哈阿帕伊島火山噴發(fā)之后，該島幾乎消失。本版圖/視覺中國