汤加之劫：可预测的海底火山大爆发？
汤加之劫：
可预测的海底火山大爆发？
《中国新闻周刊》记者/曹然
发于2022.1.24总第1030期《中国新闻周刊》
肖恩·克罗宁(Shane Cronin)踏着厚厚的火山灰登上小岛。一片死寂，没有任何生命迹象，只能辨识出一些被烧尽的树木残渣。2016年，在一次大规模喷发之后，奥克兰大学地球科学教授克罗宁成为最先登陆汤加洪阿哈阿帕伊岛火山的人。
“准确地说，这是一座在水下绵延20多公里的海底火山，我只是踏上了它的火山灰堆积而成的一个小平台。”克罗宁对《中国新闻周刊》说，虽然去过很多火山，但当时的场景“总让人很难忘记”。
六年后，2022年1月15日，这里再次冲天而起六万五千英尺高的烟柱，伴随着爆炸声和本世纪火山爆发中前所未有的密集闪电。在每秒上百次电光石火之间，克罗宁曾踏上的“岛”，连同那里新生长出的花草植被、栖居的鸟雀和猫头鹰，转瞬间不见了踪影。
与此同时，一米多高的海啸在65公里外的太平洋岛国汤加首都席卷而来，汤加全国很快陷入黑暗、断电，与外界通讯断绝。从南太平洋地区的斐济、新西兰、秘鲁到数千公里外的美国、日本、加拿大，大洋两岸各国纷纷发布海啸预警，以应对“三十年来最大的火山活动”。
然而，火山并不是毫无预兆地突然喷发的。“你可以把它想象成一个封闭的空间，越来越多的岩浆在其中积蓄，内部的压力越来越大，而去年12月到今年1月初的小规模喷发，则是这个大空间的局部‘泄漏’，但这已经给我们释放了明确的信号：一场大规模的喷发要来了。”克罗宁说。
令科学家们痛心的是，他们知道火山将会大规模爆发，也知道预测的方法，但在现实中却束手无策。“大爆发过去两天，我们依然不知道海底到底发生了什么”。
“人类可以预测火山喷发，
但不是这次”
2021年12月28日，史密森尼学会全球火山项目专家珍妮·克里普納(Janine Krippner)监测到洪阿哈阿帕伊岛火山发生多次海底喷发，最长一次持续了约30分钟，裹挟火山灰的烟柱上升到四万英尺高空。旅居新西兰的汤加居民布莱克对《中国新闻周刊》回忆，他不知道汤加塔布岛的家人是否看到了这个景象，但之后的几天，他在岛上的亲友都说能听到远方传来火山爆发的隆隆响声。
没人在意这些声响。汤加170多个大小岛屿周边，每隔百余公里就分布着一座海底火山。这里是太平洋板块和澳大利亚板块的交界处，太平洋板块不断挤向澳大利亚板块下方，深入到地幔的超热岩后，下挤板块中的水分被烘烤上升到上层的地幔中，促成岩石融化为岩浆，不断从海底喷发。
多数情况下，这种喷发不会影响到远方有人居住的地区。洪阿哈阿帕伊岛火山在2009年和2015年都曾爆发，火山灰覆盖了方圆十多平方公里的区域。但在无人区之外，当时汤加的水路和航空运输都不曾中断。
不过，2015年的喷发在海平面上形成了一座新的火山“岛”，将原本露出海面、相隔数公里远的两座小火山岛连在一起。而在此之前的150年，因海底火山喷发新形成的岛屿只有两座。奥克兰大学地球科学教授克罗宁因而带领一个团队登上火山岛，以考察这个靠近人类的火山是否有更剧烈爆发的可能性。
火山大部分都在水下，很难直接观察，但克罗宁对《中国新闻周刊》回忆，岛上的火山碎屑沉积物比多数火山更大。这意味着此前海底的活动极其剧烈。
搜集实地数据后，研究团队发布结论：这座火山大约每隔一千年会发生一次大爆发，而上一次大爆发的时间是公元1100年前后。2015年较大规模的喷发，只是这一轮“千年爆发”的前期酝酿。
时间来到2022年1月3日。一个穿越火山上空的热带气旋遮挡了对这座火山的卫星观测。当天，小规模的喷发频率降低，海底活动似乎已接近尾声。但克里普纳内心隐隐有些不安：此类火山喷发通常会持续数周甚至数月时间，而通过卫星观测海底火山，人们看到的喷发状况完全取决于有多少岩浆到达了地表。
在海底火山喷发时，岩浆如果缓慢上升，会被海水冷却；如果爆发性喷出，就能突破海水的“绝缘层”，进而让海水迅速汽化、体积膨胀，从而导致类似“化学武器爆炸”的剧烈反应，比陆地火山喷发更加猛烈。这两种现象在一个周期里会反复出现，仅靠卫星观测很难判断活跃期是否结束。
“任何一天，全球都有四五十座火山喷发，大多都属于很小的事件，问题在于，哪些会成为潜在的大事件？”克里普纳对《中国新闻周刊》坦言，科学家可以预测一些火山喷发，但“每座火山都是不同的，预测取决于我们对一座火山了解多少”。
这一次，除了遥远的、只能看到海面之上的卫星观测，以及汤加、斐济、新西兰的地震监测数据，人们没有任何信息。
有机会登岛的克罗宁表示，人们并非没有考虑过在岛上安装地震仪等设备，因为远方的地震台只能监测到少数“大的信号”，无法做到对火山动态的实时追踪。但是，火山距离最近的有人居住岛屿有65公里远，处于暴露的环境中，地面没有电源也没有信号，“且不说维护成本高昂，即使放置了设备，也会被此后的任何喷发活动所摧毁”。
1月4日，洪阿哈阿帕伊岛火山进入短暂的平静。14日，喷发再次频繁。汤加政府发出海啸预警，当天的官方活动都被取消。布莱克说，收到警报后人们通常会躲往内陆及机场等公共设施，但也有人继续在外活动。第二天下午，英国侨民安吉拉和她的丈夫离开安全居所，准备将自家的狗狗接过来。
15日晚上，大爆发到来。一位汤加国会工作人员发布的社交媒体照片显示，灰烬和碎石在65公里外的汤加塔布岛纷纷而下，黑暗笼罩了天空。上岸的浪潮拍碎了度假村和房屋。安吉拉的丈夫抓住一棵树干幸存，安吉拉的遗体则在18日被发现。
从那时起到18日，布莱克始终未能联系到岛上的亲友。只有卫星电话可以使用。直到17日，新西兰总理阿德恩都没能和汤加领导人通话。克罗宁表示，通讯问题可能是因为海底光缆已经损坏，也可能是火山灰造成大面积停电而引发的连锁反应。
“危机还远未结束”
1月17日以来，随着汤加政府机关与外界的联系逐渐恢复，汤加塔布岛“人员伤亡不多”的信息得到官方确认，但其他岛屿仍多处于失联状态。澳洲媒体报道称，当地的海啸警报仍然有效，但加油站、面包店和商店已经开始短时间恢复营业，以保障民生必需品供应。汤加塔布岛的照片显示，潮水已经消退，大块的混凝土、石头、树木等物品散落在地面上。汤加最大的机场严重受损，暂时无法保障救援飞机起降。
世界更担心火山喷发是否会对全球气候变化造成影响，甚至形成所谓“无夏之年”。1991年，菲律宾皮纳图博火山爆发，是20世纪规模第二大的火山喷发事件。八年后，夏威夷大学的研究显示，当时火山向平流层喷射了大约 2000 万吨(20Tg)二氧化硫气体，形成硫酸雾，导致全球平均气温下降约0.5℃，臭氧层损耗亦在短期内大幅增加。
不过，受访科学家都明确否认了这种可能性。克里普纳表示，火山对气候变化造成的影响，并不仅仅取决于爆发时的规模，而是受岩浆中释放的气体类型、火山所处的位置、喷发柱体的高度、持续活跃的时长等诸多因素的影响。
已知信息显示，洪阿哈阿帕伊岛火山释放了大量二氧化硫，其喷发时柱体高度略低于皮纳图博火山，但持续时间较短。中国科学院大气物理研究所左萌博士18日发布的研究结果显示，目前为止，本次火山喷发的二氧化硫气体质量为0.4Tg。将其强度类比至1980年圣海伦斯火山喷发释放1Tg二氧化硫，发现即使释放二氧化硫质量达到1Tg，全球平均温度预计下降仅为0.01℃，不会对全球气温造成显著影响。
克罗宁也表示，本次大爆发所产生的二氧化硫气体数量“大概是造成全球气候变化所需数量的十分之一”，但会影响汤加及周边地区的气候，比如在当地造成酸雨。“汤加民众对海啸防范很有经验，但大多数人需要学习注意防范火山灰对生活造成的影响，特别是未来一段时间可能出现的酸雨和水质问题”。
真正让科学家担忧的是，监测显示火山没有在大爆发后停歇。“我一边写(分析火山爆发的)文章，一边就能看到小规模的喷发依然不断发生。”克罗宁说，考虑到火山地处的太平洋板块—澳大利亚板块之间非常活跃，还有更多的岩浆在海底酝酿，这场危机远未结束。
“但是，由于1月15日的大爆发降低了岩浆和气体的压力，因此后续喷发可能没有那么强的爆炸性。另一方面，由于火山口坍塌、变得比以前更深，喷发也就更难冲入大气层。”他说，“不过，考虑到火山口距海面只有约300米，这次坍塌不足以阻止海底喷发冲上海平面。另外，海底喷发仍会造成海啸。”
克里普纳则认为，究竟是火山口坍塌、爆炸还是山体滑坡等因素导致2015年形成的小岛消失，目前还难下定论，不能仅靠卫星观测和既有经验判断。“火山爆发规模越大，就越罕见，我们所知的信息就越少”。
她和克罗宁都表示，当务之急是需要更多的数据，但不论是使用飞机还是船只靠近火山观察都不可能实现。1月17日，澳大利亚政府派出的一架飞机试图接近火山，但未能成功。克罗宁建议汤加政府“有可能的时候派船只去火山周围观察一下，实在不行则只能收集间接信息，比如观察周边海水颜色的变化”。
“我们看不到水下的状况，不知道还有多少岩浆没有释放。我只能说，我希望1月15日的爆发之后不会有更严重的情况发生。”克里普纳说。
《中国新闻周刊》2022年第4期
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