“史詩級”火山噴發(fā)正不斷攪動半個地球。

當地時間1月15日開始，南太平洋島國湯加王國的一座島嶼海底火山開始劇烈噴發(fā)，形成大量火山灰，并引發(fā)海嘯。衛(wèi)星觀測顯示，火山灰混著氣體在太平洋上空升騰，其形成的蘑菇云團頂直徑達到400至500公里，火山灰達到距地面約28公里的高度。美國地質勘探局認為這引發(fā)了一次相當于5.8級的地震。

這次事件被認為是30年來最大的一次火山爆發(fā)。火山研究專家、中科院院士劉嘉麒認為，這是自1991年菲律賓皮納圖博火山（火山噴發(fā)指數VEI達到6級）爆發(fā)以來，地球上發(fā)生的最強火山噴發(fā)。

這場火山噴發(fā)已導致當地網絡幾乎完全中斷，外界與湯加的通訊中斷，約一萬公里之外的阿拉斯加也能聽到火山噴發(fā)的咆哮聲，境內一島嶼上全部房屋被毀。其引發(fā)的海嘯還影響了整個太平洋沿岸地區(qū)，日本、斐濟等多國接連發(fā)布海嘯警報，中國沿海海域也監(jiān)測到海嘯波。

根據英國廣播公司BBC報道，截至目前，有3人在這次災難中死亡，包括1名來自英國的女士。報道還指出，日本有近23萬人需要避難，湯加國可能有多達8萬人因此受到影響。

除此之外，湯加火山爆發(fā)在交通運輸業(yè)、光伏、農業(yè)及農產品供應鏈等經濟方面的影響亦逐漸顯現出來。

北京時間1月18日晚19時左右，湯加政府發(fā)布最新聲明稱，洪阿哈阿帕伊島火山15日噴發(fā)并引發(fā)大范圍海嘯后，湯加境內一座島嶼上的房屋全部被損毀。而這是自島嶼火山噴發(fā)以來，湯加政府發(fā)布的首個聲明。

那么，為什么湯加會發(fā)生如此嚴重的火山噴發(fā)？火山爆發(fā)是否會影響中國？如何看待湯加火山爆發(fā)對全球氣候、經濟的影響？這是本文要解答的重要話題。

為什么會發(fā)生如此嚴重的火山噴發(fā)？

根據美國地質調查局的數據，全球約有1350座潛在活火山，其中包括美國的161座潛在活火山。

據中科院之聲報道，火山噴發(fā)之所以會影響氣候，是因為火山噴發(fā)的二氧化硫氣體直達平流層，在較短時間（一兩個月）即會形成硫酸氣溶膠，隨著平流層環(huán)流輸送到全球各處。由于平流層環(huán)流穩(wěn)定，所以硫酸會持續(xù)更長的時間（一年以上），通過阻擋太陽輻射，引起近地面溫度降低。

實際上，地震和火山都是地球能量釋放的方式，火山活動反映了地球內部能量流動引發(fā)的自然狀態(tài)。

火山下方有活動巖漿房，深部巖漿物質不斷對其進行補給，補給到一定程度，巖漿房無法承受，巖漿就會涌出。通常火山噴發(fā)有兩種形式：一種是爆炸式，噴發(fā)時能看見巨大的蘑菇云式噴發(fā)柱，伴有巖漿碎屑；還有一種是安靜的溢流式，最典型的就是夏威夷火山，熔巖大量溢出，緩緩流動，多會形成熔巖流、熔巖被和熔巖隧道。

中國地震局地質研究所研究員許建東做了一個很形象的比喻：平時做菜，若水入油鍋，油便會四處飛濺。火山噴發(fā)，火山物質混到水里，同樣會產生類似反應。更麻煩的是，海洋之中，最不缺的就是水。巖漿如果流入湖泊、沼澤，水消耗完了，飛濺也就停止了；但在海洋中，這種反應可以一直持續(xù)下去。

此時，水體和巖漿相互作用，水被瞬間加熱氣化，體積劇烈膨脹爆炸，巖漿也會被水體淬化，碎屑化作用更為強烈，從而產生更高強度的火山灰釋放過程。

去年8月，世界氣象組織、聯合國環(huán)境署合作成立的政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告第一工作組的報告中指出，以過去的氣候和觀測證據為基礎，21世紀中至少發(fā)生1次大規(guī)模火山噴發(fā)的可能性(66~100%)很高。當時的報告警告說，這種噴發(fā)會使全球地表溫度及降水量在1~3年內減少，并改變全球的季風循環(huán)、極端降水和很多氣候影響因素。

那么，湯加這個國家為什么會發(fā)生火山噴發(fā)？

湯加位于澳大利亞以東約3300公里，是由173個島嶼組成的島國，大部分為珊瑚島，約40個島嶼有人居住，其余島嶼無人居住。此次火山噴發(fā)位于無人居住的洪阿哈阿帕伊島（Hunga tonga-Hunga Ha"apai），距離湯加首都努庫阿洛法以北約65公里。噴發(fā)于當地時間1月14日開始，在1月15日下午第二次劇烈噴發(fā)。

實際上，過去100年，湯加王國的洪阿哈阿帕伊島（海底火山活動十分活躍，曾經歷多次噴發(fā)，不斷塑造著島嶼的面貌。該火山隱藏在海底的部分高約1800米，寬約20公里。巨大的海底火山頂著兩個長度約2公里的小島，分別是海底火山口邊緣的西部和北部殘余。2014年12月，湯加火山曾出現過一次噴發(fā)。

據中國科學報，劉嘉麒院士認為，湯加地帶的海底火山噴發(fā)，主要與其所處的地質環(huán)境有著很大的關系。

他指出，首先，這一帶附近有著“地球第二深”的湯加海溝——深達10882米，僅次于馬里亞納海溝，是巖漿、火山和地震活動比較活躍的地方；同時，其附近多島嶼，地質構造比較活躍，作為湯加-克馬德克群島火山弧的一部分，地震、火山經常發(fā)生；另外湯加又處在太平洋板塊跟大洋洲板塊交界處，板塊互相碰撞俯沖，也是引起火山噴發(fā)和地震的一個重要因素。

“所以，這里火山噴發(fā)頻繁是很正常的。”劉嘉麒說。

釜山大學地球科學教育系教授尹成孝則表示，湯加海溝也像日本東部的海溝一樣，經常有海底火山活動。也就是說，湯加火山并不是特別值得關注的火山。由于這次火山噴發(fā)發(fā)生在水中，所以粉塵的影響較小。

就在此次大規(guī)模噴發(fā)之前，湯加海底火山在2021年12月20日還曾噴發(fā)過一次，火山灰達到16公里的高度，噴發(fā)過程持續(xù)至12月21日凌晨左右逐漸減弱。

“最新一次（15日）噴發(fā)規(guī)模相當大。”劉嘉麒表示，火山從海底噴發(fā)穿過四五千米深的海洋到達地表后，火山灰還能升到20多公里的高空，又引起比較強烈的地震和較大范圍的海嘯。“如果在地面噴發(fā)，火山灰甚至可能達到40公里的高空。”

根據華盛頓郵報報道，有專家表示，湯加火山大約每1000年就會產生一次這種規(guī)模的爆炸，類似于武器級的化學爆炸。而美國宇航局研究人員估計，這次火山爆發(fā)的威力為10兆噸，或比核彈更強大。報道指，噴發(fā)還導致湯加海底電纜斷裂，整個國家在互聯網世界中消失。

那么，火山活動還會持續(xù)嗎？

劉嘉麒認為，火山噴發(fā)通常是間歇性的，但也有連貫性。這個地區(qū)這么大的噴發(fā)規(guī)模，不會馬上完全靜止。他指出，一方面，對于一座海底火山來說，目前能了解的僅是水面以上的情況，海底未到達水面的小規(guī)模噴發(fā)無法監(jiān)測。另一方面，現在到達水面以上的噴發(fā)僅過了三四天，不可能完全靜止。

事實上，由于巖漿房內部儲存的大量能量和物質已被釋放，盡管不能排除其可能性，但大規(guī)模噴發(fā)幾率不大。

火山爆發(fā)是否影響中國？

近期，奧密克戎極大擾動著全球經濟和全球市場，加上本次湯加大規(guī)模火山爆發(fā)，再一次牽動全球市場的神經。作為本世紀最大的火山爆發(fā)，是否會影響中國？

根據中國自然資源部海嘯預警中心最新監(jiān)測結果，中國沿海海域于16日凌晨監(jiān)測到海嘯波，其中浙江石浦站最大海嘯波幅約20厘米，其余潮位站海嘯波幅均小于15厘米。此次噴發(fā)過程未對中國沿岸造成災害性影響。

湯加火山噴發(fā)照片

那么，如果發(fā)生進一步噴發(fā)，是否會影響到中國沿海地區(qū)呢？

在劉嘉麒看來，中國不大可能遭受此次噴發(fā)帶來的海嘯的影響，因為大部分沿海地區(qū)有島弧鏈阻擋，不過有些裸露海岸線的地區(qū)比如福建、浙江等地可能受到大規(guī)模海嘯的波及，應加強防范。

實際上，近百年來，除了1951年西昆侖山地區(qū)，中國大陸幾乎沒有火山噴發(fā)。目前已知中國歷史上最強的火山噴發(fā)，是1000年前的長白山火山噴發(fā)，噴發(fā)指數達到6~7級。

不過劉嘉麒認為，自然災害不分國界，應該做到及時預測、防范和應對。在他看來，這次湯加的海底火山爆發(fā)能夠造成如此嚴重的影響，很大程度上是當地預防、預測做的并不好。

“目前全球對海底火山尚缺乏監(jiān)測，達不到準確預測的水平。現在地球科學正在向著深空、深地、深海發(fā)展，火山作用與這三個方面都密切相關，所以應該在這方面下功夫。”劉嘉麒表示，與地震不同，陸地火山噴發(fā)的地點和強度時間和強度現在基本上能精準地預測，但海底火山卻沒辦法更好檢測。而由于歷史等原因，中國研究火山的人太少，重視程度也不夠，相關研究也遇到一些瓶頸。隨著科學和社會的發(fā)展，這方面的研究必須得加強。

火山爆發(fā)對全球氣候、經濟影響幾何？

中金公司發(fā)布研究報告指出，新西蘭、湯加、斐濟、日本、瓦努阿圖、智利和澳大利亞等國家也針對此次事件發(fā)布了海嘯預警。短期內太平洋沿岸國際航運或受到影響，需要重點關注美豆到港情況。而長期來看，本次火山噴發(fā)或增加夏季拉尼娜發(fā)生概率，包括小麥產區(qū)、大豆、玉米主產區(qū)都會產生影響。

具體來說，湯加火山爆發(fā)強度等級較高，火山噴發(fā)點在ENSO監(jiān)測區(qū)附近，這或大概率削弱沃克環(huán)流，加速厄爾尼諾氣候的形成。

全球范圍內來看，厄爾尼諾發(fā)生年，如果在12月到2月期間，那么赤道附近海岸線、秘魯西北部、巴西南部、阿根廷中部、非洲赤道以東降水量會大概率增加；南美洲北部、中美洲、非洲南部、澳大利亞北部較以往更為干旱；如果發(fā)生在6月到8月期間，那么美國內陸地區(qū)、智利中部降水量會增加，而澳大利亞整個東部地區(qū)將會發(fā)生干旱，在中國則造成南澇北旱的狀態(tài)。北冷南澇的氣候或對北方小麥、玉米、大豆的生長帶來不利影響，洪澇災害也可能影響南方水稻生產。由此會引發(fā)夏季厄爾尼諾氣候對全球主要作物的諸多負面影響。

此外，華泰證券研究團隊則認為，農業(yè)及農產品供應鏈、光伏、航空業(yè)等均有可能受到火山活動的影響。

其中在農業(yè)供應鏈部分，1厘米的火山灰可以將農作物完全破壞，距離湯加較近的全球農業(yè)出口大國新西蘭或受影響。新西蘭、澳大利亞等國在全球乳制品、新鮮蔬果等農產品供應鏈易受火山再次爆發(fā)帶來的次生影響；在光伏領域，火山爆發(fā)會可能會減少全球光照，從而會對全球光伏發(fā)電量造成一定負面影響，例如1991年菲律賓皮納圖博火山爆發(fā)后，約2000萬噸二氧化硫云被注入平流層，導致當年全球光照減少約10%；而航空部分，若火山灰大面積擴散，或進一步影響全球航空業(yè)，降低運輸效率，拖累全球供應鏈。

此次湯加海底火山爆發(fā)之前，全球是否有監(jiān)測到一些該火山活動的數據？

1月17日，聯合國衛(wèi)星中心（UNOSAT）發(fā)布衛(wèi)星監(jiān)測報告，對1月15日湯加火山噴發(fā)的受災情況進行分析，衛(wèi)星影像顯示該國5個主要島嶼觀測到火山灰沉積和水侵跡象。火山口以及島嶼的絕大部分土地都已沉入海面之下。海岸線變化明顯，海岸線地區(qū)的道路和建筑物受損。

得益于航天技術的進步和商業(yè)航天的快速發(fā)展，衛(wèi)星在重大災害中發(fā)揮著越來越重要的作用，特別是在減少自然災害造成的重大損失等方面。比如，衛(wèi)星對全球大氣運動和環(huán)境變化進行了連續(xù)觀測，其中特別是對常規(guī)氣象難于觀測的約占全球總面積四分之三的海洋、沙漠和山區(qū)，提供了大量寶貴的信息。

衛(wèi)星遙感技術解決災害在哪里的問題，地基遙感技術解決災害何時發(fā)生的問題。在衛(wèi)星遙感技術的基礎上，中國已經有企業(yè)研發(fā)了“天地一體化”地質災害監(jiān)測預警技術，結合自主研發(fā)的地基遙感設備，對地質災害進行綜合預警，取得了良好的預警效果。

有專家表示，未來專用衛(wèi)星和地面的監(jiān)測設備將對預測火山爆發(fā)有極大的幫助，可以預先安排民眾疏散，挽救生命。（本文首發(fā)鈦媒體App，作者｜林志佳）

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