剧烈喷发产生的灰白色气体和火山灰,形成一朵超级巨大的蘑菇云,犹如一朵“死亡之花”在太空中慢慢盛开;清晰可见的环状冲击波向四周扩散,激烈波动的海水引发跨洋海啸——多国卫星拍摄到的汤加火山喷发场景,令人震撼而揪心 。
汤加火山喷发给当地人民带来了巨大灾难,目前搜救工作举世关心 。这次火山喷发为何如此猛烈?
汤加火山位于环太平洋“火环”
环太平洋“火环”(Pacific Ring of Fire)又称环太平洋火山地震带,是一个围绕太平洋频繁发生地震和火山爆发的地区,全长约4万公里,呈马蹄形 。全球90%的地震、81%的大地震以及75%的火山喷发都发生在环太平洋“火环” 。
据中国科学院南海海洋研究所张锦昌、邱强、杨晓东、周志远等科研人员介绍,汤加火山位于环太平洋“火环”的西南端 。由于活跃的板块运动,导致该区的地质结构复杂,火山和地震灾害频发 。但同样位于环太平洋“火环”上,为什么夏威夷火山平静温和,而汤加火山性烈如火?
张锦昌解释说,这是因为两种火山属于不同类型的海底火山 。海底火山大致可以分成洋脊火山、海沟火山、洋盆火山三种类型 。
洋脊火山形成于大洋中脊,是大洋板块扩张的边界,也是海洋地壳增生的地方 。这类型火山沿着大洋中脊走向喷发,构成一条条绵长的山脉 。
海沟火山形成于海沟,是板块汇聚的边界,也是海洋地壳俯冲消亡的地方 。这类型火山沿着海沟分布,呈现出弧状的火山岛弧,例如印尼的喀拉喀托火山 。
洋盆火山形成于大洋盆地内,属于大洋板块内部的火山,是地幔热点喷发岩浆的地方,主要包括海底火山链、平顶海山、洋底高原等,例如美国夏威夷的冒纳罗亚火山 。
“夏威夷火山和汤加火山都是活火山,时不时就喷发一次,但两座火山的类型不同 。夏威夷是洋盆火山,汤加是海沟火山 。由于不同的地质成因,夏威夷火山动力学上较弱,物质能量相对小,所以温和一些 。”张锦昌说 。
对全球影响尚待观察和研究
汤加火山喷发时产生的巨型“蘑菇云”令人触目惊心 。
据张锦昌介绍,这是因为海底火山喷发会产生大量的气体,主要是来自地球深部的水蒸气、二氧化碳、二氧化硫及一些挥发性物质,还有大量火山碎屑物质及炽热的熔岩喷出,在空中冷凝为火山灰、火山弹以及火山碎屑 。
海底火山喷发对水圈、生物圈、大气圈等多圈层的环境,无疑都会造成巨大影响 。据悉,印尼苏门答腊岛的多巴火山,在最近一次喷发中,硫化物与空气中的水分子结合后形成酸雨,导致植被遭到大量破坏 。高温、含有毒物质的火山灰大面积降落在周边地区,造成了大规模人和动物伤亡 。
另外,火山灰进入并停留在大气圈中的平流层,火山灰中的物质会反射阳光,导致进入地表的阳光减少,造成大范围的降温 。同时,火山喷发的颗粒物落入广阔的海洋,为海洋藻类提供了肥料,促进了海藻的生长,增强了它们对二氧化碳这个温室气体的吸收,也可以给地球降温 。
“然而,火山喷发将原本埋藏在地球深部的二氧化碳释放出来,是给地球升温的 。但火山喷发在时间和空间上究竟给全球带来什么样的气候变化,还有待持续的科学观测和进一步的研究 。”张锦昌说 。
据美国地质调查局估计,此次火山喷发的能量,相当于5.8级地震,然而却产生了超乎想象的越洋海啸 。目前海啸产生的具体机制不清晰,很可能是由于火山喷发导致火山山体大面积垮塌,再加上激波的双重效应,产生了越洋海啸 。
“俯冲带加工厂”
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