1月15日，南太平洋島國東加的海底火山劇烈噴發，引起了全世界的關注。火山噴發，不僅形成了高度達20公裡的蘑菇雲，還引發了全球多地海嘯。
圖源：Taaniela Kula_ TGS
面對突如其來的火山噴發，不少網友都提出了擔憂。
我們特别邀請了中國地質科學院地質研究所 、知名地質科普部落客董漢文，為大家解讀東加火山。
東加火山噴發的影響
Q1:“東加火山噴發會對大陸有什麼影響嗎？”
此次火山噴發，大陸多個城市都檢測到了氣壓的變化，但是這個氣壓變化非常小，可以忽略不計。另外，雖然澳洲，紐西蘭，日本等國家都觀測到了海嘯，但是海嘯的湧浪高度并不是特别高。大陸大陸架非常平坦，海岸線很長，就算産生海嘯，湧浪高度也不會太高。是以，目前大家不用過于擔心此次火山噴發會對大陸的影響。
大陸多個城市檢測到氣壓變化
圖源：weibo.com
日本高知縣多地港灣共計19艘漁船傾覆或沉沒，沒有傷亡報告
圖源：澎湃新聞
Q2:“會對全球氣候有什麼影響嗎？”
火山噴發所産生的火山灰遮天蔽日，會在火山覆寫的範圍（約400-500公裡），造成一定程度的降溫。雖然東加火山噴發強度大，産生的沖擊波影響了全球，但是它的噴發時間比較短，沖到下平流層的二氧化硫濃度也比較有限，目前還達不到影響全球氣候的程度。另外，北半球盛行西風帶，南半球盛行東風帶，南北半球相對獨立，是以不太可能影響大陸，對全球氣候的影響也非常小。
圖源：中國氣象局
雖然東加火山噴發沒有直接對全球氣候産生可測量的影響，但是它有影響氣候的其他途徑。作為南太平洋低緯度區域的火山，此次噴發會對當地和南半球中高緯度的陸地造成明顯影響；其次，火山噴發點在ENSO關鍵區附近，可能通過陽傘效應影響輻射強迫，導緻當地變冷并可能促進厄爾尼諾事件發展。不過，厄爾尼諾事件本身會導緻數年小幅度的全球增暖，可能在總體上部分抵消火山的陽傘效應區域降溫。
火山噴發對赤道中東太平洋海溫的影響，可以看到對厄爾尼諾事件形成的促進作用
圖源：weibo
Q3:“聽說火山灰屏蔽全球約10%-13%日照，會對農業有影響嗎？”
在這兒，要辟謠一下。火山噴發比較關鍵的是二氧化硫。火山灰粒子比較大，很難升到很高的平流層，一般都在對流層，它們很容易被雨點或者雷暴帶下來，沉降到地面。
火山劇烈噴發過程
圖源：衛星照片
二氧化硫進入平流層之後，可能會變成硫酸鹽的小顆粒，在平流層中持續數月，甚至數年，這樣會遮蔽陽光。但此次火山噴發産生的二氧化硫僅有約40萬噸，是上一次削減了地球千分之一左右陽光、讓全球平均氣溫降低0.5℃的1991年皮納圖博火山的百分之二。是以，東加火山所産生的二氧化硫對陽光的削減會更弱，不會對農業産生影響。
1991-1993年，因為皮納圖博火山而明顯降溫
至于東加火山是否還會繼續噴發，是否會造成進一步的影響還有待觀察。
其實，火山噴發不止有強度分級，世界各地的火山擁有不同的風貌與性格。
火山的種類
大多數人根據活動情況将火山分為以下這三種：
- 幾乎不再會噴發的死火山
- 尚且活躍經常噴發或預期可能噴發的活火山
- 有史以來曾經噴發過、但長期以來處于相對靜止狀态的休眠火山
然而火山之間的差異遠不止于此，甚至連噴發的方式都不盡相同，遠非人們想象中或者漫畫中“岩漿沖天仿佛放巨型煙花”的場景。
正常印象中的火山爆發場景
圖源：tenor.com
爆發的類型
火山爆發的類型大多以某個火山的名字來命名，這是因為科學家們往往都是從那些最著名的火山中觀察到某一爆發現象的。
- 夏威夷式噴發
此種火山噴發類型以夏威夷島上的火山為代表，特點是很少發生劇烈的爆炸，是火山噴發活動中最平靜的一種。
低粘度的玄武岩漿從山頂火山口或山腰裂隙溢出，緩慢向下流動，恐怕戳開一條縫後會有内漿流出的巧克力熔岩蛋糕就是由此而來的靈感。
圖源：小熊表情君微網誌
這種類型的噴發不容易造成人員傷亡，死亡案例大都是人為強行接近想要拍攝的結果。不過流淌的岩漿會毀壞周圍的農田村莊，造成一定的财産損失。
2020年12月20日
夏威夷基拉韋厄火山的噴發
圖源：weather.com
- 斯通博利式噴發
這種噴發類型以意大利西西裡風神島的斯通博利火山為代表。火山渣、火山礫和火山彈被持續噴射至數十至數百米的高度，接着大量火山碎屑又落回火山口，再次被噴出。
一次壯觀的斯通博利式噴發
拍攝于西非佛得角的福古火山
圖源：scitechdaily.com
這同樣是一種相對溫和的噴發方式，隻不過比起夏威夷式噴發岩漿來說相對粘稠。
由于火山通道不受噴發活動的影響，是以該噴發系統可以不斷自我複位，進而使斯通博利式噴發能夠節律性地持續很長時間，這一點倒是真的很像持續噴射的煙花。
另外，由于這種小規模的噴發持續存在，斯通博利火山被稱為“地中海的燈塔”。
- 武爾卡諾式噴發
這種噴發類型以意大利西西裡島附近的武爾卡諾島來命名。以這種類型噴發的火山，平靜時火山口上會形成較厚的固結外殼，氣體在固結的外殼下聚集。
因而當噴發發生時，含有火山灰的濃密噴發雲從火山峰頂升起，這些“菜花狀”的噴發雲通常是肮髒的灰黑色。
巴巴新幾內亞塔烏魯火山的武爾卡諾式噴發
圖源：wiki
在武爾卡諾式噴發中，被噴出的氣體可以達到超音速進而産生沖擊波，是以這種噴發會十分吵鬧。雖然它比斯通博利式噴發要強烈一些，但大多數情況下仍然可謂是虛張聲勢，傷害性不大。
但也不能徹底掉以輕心，因為武爾卡諾式噴發會産生大量“面包皮狀火山彈”，如果在火山噴發時離得太近了，被這些硬石塊凝結的熔岩砸到是非常危險的。
面包皮狀火山彈
- 培雷式噴發
這種噴發類型的命名來源于加勒比海法屬馬提尼克島的培雷火山。1902年的培雷火山爆發是曆史上最嚴重的自然災害之一，造成了巨大的破壞，30000多人是以死亡。
培雷式噴發是一種強烈的火山噴發，産生高粘度岩漿。其标志性特點是由快速流動的熾熱氣體、火山灰和火山碎屑形成的火山碎屑流，沿着斜坡向下流動。
在1902年的那場噴發中，溫度超過1075℃的火山碎屑流在一分鐘内就覆寫了整個聖皮埃爾城，瞬間點燃了所有可燃物，這是人類科學家首次認識到火山碎屑流這種自然現象。
火山噴發出大量煙霧
圖源：he-earth-story.com
- 普林尼式噴發
有時也叫維蘇威式噴發。公元79年的維蘇威火山爆發是典型的普林尼式噴發，這場噴發毀滅了離火山口13千米的龐貝城。
羅馬曆史學家小普林尼是這次爆發的見證者，他對比了火山爆發的各種類型，這一爆發就是以他的名字來命名的。
普林尼式噴發最明顯的特征是高聳入雲的噴發柱，火山灰與浮岩能被噴射到距離地面10千米以上的平流層，被風推着遠離火山。
而這些固體物質最終會落到地上，整個龐貝城就被平均7米厚的浮石層所掩埋。
1990年裡道特火山的普林尼式噴發
普林尼式噴發是目前已知的最為強烈的火山噴發類型，常形成錐頂崩塌的破火山口。
厄瓜多安第斯山脈的一個破火山口
圖源：nationalgeographic.org｜拍攝者：OBLIOT
- 蘇特塞式噴發
這是一種由特殊地貌帶來的噴發類型。1963-1967年，冰島南部淺海海底的一個火山口反複爆發，最終形成了一個新的火山島——蘇特塞火山島。
蘇特塞式噴發以反複爆發式噴發為特征，當熾熱的玄武質岩漿與低溫海水接觸時，兩者之間的溫度差導緻了劇烈的“水-熔岩”互相作用，驅動爆炸。
1966年8月19日蘇特塞火山的噴發
圖源：volcanocafe.wordpress.com
不過這些主要的火山噴發類型并非完全，因為不代表火山就不會發生其他類型的噴發。
事實上，人們始終保持着對自然的熱愛與敬畏，至今仍在不斷地觀察火山的活動現象，試圖更了解它，避免下一個“龐貝末日”的來臨。
參考文獻
[1] Becker, Robert John and Becker, Barbara (1998). "Volcanoes", p.133
[2] Scarth, Alwyn. La Catastrophe. Oxford. 2002: 207."
[3] How Volcanoes Work: Sakurajima Volcano". San Diego State University.[OL]. （http://sci.sdsu.edu/how_volcanoes_work/）
[4] Surtsey – The Birth of the Modern World, 2013 Nov.[OL]. (https://volcanocafe.wordpress.com/2013/11/13/surtsey-the-birth-of-the-modern-world/)
[5] Stephanie Pappas, Deadly Volcanic Flows Glide on Their Own Cushion of Air [OL]. (https://www.scientificamerican.com/article/deadly-volcanic-flows-glide-on-their-own-cushion-of-air/)
作者：丁仲麗&萬三
圖文編輯：一人白、小叮當
視訊編輯：一人白
鳴謝：中國地質科學院地質研究所 董漢文 為本文提供科學指導
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