這是中國氣象局提供的1月15日風雲三号E星多通道合成圖。圖中顯示，東加火山噴發時形成的火山灰蘑菇雲紋理結構清晰可見，形成直徑近500公裡的傘形雲團，傘形雲團周邊出現環狀的沖擊波，向四周擴散。新華社發（中國氣象局供圖）
新華社北京1月19日電 1月19日,《新華每日電訊》發表題為《東加火山為何“性烈如火”？》的報道。
劇烈噴發産生的灰白色氣體和火山灰，形成一朵超級巨大的蘑菇雲，猶如一朵“死亡之花”在太空中慢慢盛開；清晰可見的環狀沖擊波向四周擴散，激烈波動的海水引發跨洋海嘯——多國衛星拍攝到的東加火山噴發場景，令人震撼而揪心。
火山口好像一口熱氣騰騰的圓形大鍋。新華每日電訊記者張建松攝
東加火山噴發給當地人民帶來了巨大災難，目前搜救工作舉世關心。這次火山噴發為何如此猛烈？
1月18日，紐西蘭海軍惠靈頓号艦（左）從位于奧克蘭的德文波特軍港啟航前往東加。紐西蘭國防部18日說，紐西蘭海軍兩艘救援艦已于當天出發前往東加，準備向東加提供以淡水為主的救援物資。新華社發（紐西蘭國防部供圖）
東加火山位于環太平洋“火環”
環太平洋“火環”（Pacific Ring of Fire）又稱環太平洋火山地震帶，是一個圍繞太平洋頻繁發生地震和火山爆發的地區，全長約4萬公裡，呈馬蹄形。全球90％的地震、81％的大地震以及75％的火山噴發都發生在環太平洋“火環”。
據中國科學院南海海洋研究所張錦昌、邱強、楊曉東、周志遠等科研人員介紹，東加火山位于環太平洋“火環”的西南端。由于活躍的闆塊運動，導緻該區的地質結構複雜，火山和地震災害頻發。但同樣位于環太平洋“火環”上，為什麼夏威夷火山平靜溫和，而東加火山性烈如火？
環太平洋“火環”示意圖（受訪者供圖）
張錦昌解釋說，這是因為兩種火山屬于不同類型的海底火山。海底火山大緻可以分成洋脊火山、海溝火山、洋盆火山三種類型。
洋脊火山形成于大洋中脊，是大洋闆塊擴張的邊界，也是海洋地殼增生的地方。這類型火山沿着大洋中脊走向噴發，構成一條條綿長的山脈。
海溝火山形成于海溝，是闆塊彙聚的邊界，也是海洋地殼俯沖消亡的地方。這類型火山沿着海溝分布，呈現出弧狀的火山島弧，例如印尼的喀拉喀托火山。
洋盆火山形成于大洋盆地内，屬于大洋闆塊内部的火山，是地幔熱點噴發岩漿的地方，主要包括海底火山鍊、平頂海山、洋底高原等，例如美國夏威夷的冒納羅亞火山。
“夏威夷火山和東加火山都是活火山，時不時就噴發一次，但兩座火山的類型不同。夏威夷是洋盆火山，東加是海溝火山。由于不同的地質成因，夏威夷火山動力學上較弱，物質能量相對小，是以溫和一些。”張錦昌說。
東加俯沖帶與火山示意圖 （受訪者供圖）
對全球影響尚待觀察和研究
東加火山噴發時産生的巨型“蘑菇雲”令人觸目驚心。
據張錦昌介紹，這是因為海底火山噴發會産生大量的氣體，主要是來自地球深部的水蒸氣、二氧化碳、二氧化硫及一些揮發性物質，還有大量火山碎屑物質及熾熱的熔岩噴出，在空中冷凝為火山灰、火山彈以及火山碎屑。
海底火山噴發對水圈、生物圈、大氣圈等多圈層的環境，無疑都會造成巨大影響。據悉，印尼蘇門答臘島的多巴火山，在最近一次噴發中，硫化物與空氣中的水分子結合後形成酸雨，導緻植被遭到大量破壞。高溫、含有毒物質的火山灰大面積降落在周邊地區，造成了大規模人和動物傷亡。
另外，火山灰進入并停留在大氣圈中的平流層，火山灰中的物質會反射陽光，導緻進入地表的陽光減少，造成大範圍的降溫。同時，火山噴發的顆粒物落入廣闊的海洋，為海洋藻類提供了肥料，促進了海藻的生長，增強了它們對二氧化碳這個溫室氣體的吸收，也可以給地球降溫。
“然而，火山噴發将原本埋藏在地球深部的二氧化碳釋放出來，是給地球升溫的。但火山噴發在時間和空間上究竟給全球帶來什麼樣的氣候變化，還有待持續的科學觀測和進一步的研究。”張錦昌說。
據美國地質調查局估計，此次火山噴發的能量，相當于5.8級地震，然而卻産生了超乎想象的越洋海嘯。目前海嘯産生的具體機制不清晰，很可能是由于火山噴發導緻火山山體大面積垮塌，再加上激波的雙重效應，産生了越洋海嘯。
位于南太平洋巴巴新幾內亞拉包爾的一座火山。新華每日電訊記者張建松攝
“俯沖帶加工廠”
環太平洋為什麼會有一個“火環”？因為這片區域位于太平洋闆塊與歐亞闆塊、澳洲闆塊和美洲闆塊彙聚的區域，是地球上的“俯沖帶加工廠”。
俯沖帶，是指大洋闆塊俯沖于大陸闆塊之下的構造帶，這裡是地球表面物質和深部物質彙合、能量交換的地方。
據同濟大學海洋與地球科學學院汪品先院士在《地球系統與演變》書中介紹，當大洋闆塊俯沖的時候，就會将沉積岩、玄武岩和海水一起帶進地幔深處。随着俯沖深度的增加，俯沖闆片不斷發生變質、脫水。最終，當俯沖闆片到了80公裡的深處，角閃石發生分解，釋放出水分和其他揮發性物質，降低了地幔固相線，使得地幔熔融、岩漿上湧，通過火山噴發和岩漿活動，沿着俯沖帶形成火山弧。
具體來說有兩種情況：如果大洋闆塊俯沖到大陸闆塊之下，形成的是大陸弧，比如北美西岸的卡斯凱迪亞山脈、南美西岸的安第斯山脈；如果俯沖帶發生在大洋内部，大洋闆塊向大洋闆塊俯沖，形成的是大洋弧，比如西太平洋綿延2800公裡的伊豆－小笠原－馬裡亞納島弧。
在這裡，太平洋闆塊殘存的古老洋殼，因為溫度低、水深大，俯沖到年輕的菲律賓闆塊之下，形成了地球上最深的海溝——水深近11000米的馬裡亞納海溝。當太平洋闆塊向西俯沖到澳洲闆塊之下，就形成了地球上第二深淵——水深近10800米的東加海溝。
如果把俯沖帶比喻為一個工廠，原料就是洋殼和大洋沉積，産品就是岩漿和陸殼，生産過程産生的廢品，就是經過脫水和熔融過程後俯沖到地幔深處的闆片。科學家通過深入分析火山噴發産生的物質的地球化學名額，可以進一步了解“俯沖帶加工廠”深部的生産過程。
位于巴巴新幾內亞拉包爾的火山監測裝置。新華每日電訊記者張建松攝
真切認識環太平洋“火環”
與東加一樣，位于環太平洋“火環”上的太平洋島國巴巴新幾內亞，境内也多火山。距離新不列颠海溝最近的城市拉包爾，附近就有多座活火山。
1994年，當地一座名為Tavurvur的活火山在沉寂了半個多世紀後噴發，大量的火山灰和炙熱的氣體，瞬間毀掉了拉包爾整座城市80％的建築。20年後，這座生命力旺盛的活火山再次噴發，大量的石頭和火山灰被噴到距離海平面18公裡的高空，曾迫使多個航班繞道。
2015年7月，記者曾跟随上海“彩虹魚”項目科考團隊前往拉包爾，乘坐“蘭金”号停泊在Tavurvur火山腳下的海面上。遠遠看去，這座火山非常醒目。因為周圍的山峰都是蔥翠的，隻有它是黑黢黢的，火山口不停地冒着白煙。晨昏之際，火山口還點綴了朵朵白雲。
拉包爾設立了專門的火山監測站。當地監測員詳細介紹了火山成因和監測裝置。為進一步了解火山，“蘭金”号船長還帶領考察隊員爬到火山口實地察看。
從“蘭金”号乘坐小艇來到火山腳下，黝黑細膩的火山泥鋪滿了海灘，有的地方還冒着熱氣，腳底仿佛踩在了“地熱墊”上，燙得不能在一個地方久站，但海水卻是溫暖而清澈。
火山噴出的多種物質冷卻後，亂七八糟地堆在了火山上。從山腳向上攀登，仿佛在攀登一個巨大的亂石堆，沒有任何山路可走。剛剛噴發不久的火山，散發着濃烈的硫磺味。有的山體縫隙裡還冒着熱氣，石頭摸上去還在發燙；有的岩漿噴出來後還沒有形成石頭，隻在外面包裹了一層硬殼，裡面是軟軟的一大坨物質；有的物質形成的石頭比鐵還堅硬，棱角比刀子還鋒利。海拔700多米的火山，我們迂回曲折地艱難攀登了兩個多小時，終于登上了火山口。
黑色的火山口好像一口凹下去的圓形大鍋。站在大鍋的邊緣往下看，鍋裡深不見底、熱氣騰騰。巨大的石頭裂縫裡都冒着白色的熱氣，時大時小，硫磺味撲鼻而來，裂縫周圍的石頭顔色明顯不同。親眼目睹火山口，讓考察隊員對太平洋“火環”有了更真切的認識。
然而，地球自身的修複能力也令人驚歎。2016年8月，當記者乘坐“張謇”号科考船再次來到拉包爾，這座火山已經停止了冒煙，黝黑的身軀已變得柔和安靜，在周圍山脈之間已不再顯得那麼突兀。
目前，“性烈如火”的東加火山噴發，表明該地火山口已經蘇醒，噴發活躍期可能持續數周甚至數年，尚不清楚是否達峰值，更不知何時才能安靜下來。如果再度噴發，東加有可能遭到海嘯、暴雨、洪水和強風等“災害鍊”的破壞性侵襲。專家呼籲國際社會加強對東加受災人民的援助，同時加強監測，做好迎戰更多“災害鍊”的準備。