[科普中国]-火山重塑夏威夷 熔岩爆发有多恐怖

位于夏威夷的基拉韦厄火山，自今年5月3日起喷发，已于8月底逐渐减弱。喷发期间，当地部分旅游公司不顾官方警告，仍组织游客乘船前往熔岩入海口观看“熔岩雾霭”，甚至突破安全警戒线近距离观看。据报道，一艘观光船7月16日早间搭载游客观看火山熔岩流入大海的景象时，飞溅的熔岩击中观光船，击穿船顶并造成至少23人受伤，其中一人腿部骨折。

火山喷发为什么会造成极大破坏？

即便具有较强的规律性，火山爆发在历史上也仍然给人类造成了巨大的损失。如大家熟知的庞贝古城就是在公元79年8月24日维苏威火山爆发时，被火山灰一夜之间完全覆盖的。

实际上，发育火山的地区就像为了弥补这些灾害对人类造成的损害一般，在工农业上都有着巨大的优势。火山灰不仅可以给土壤提供丰富的养料，还是重要的非金属原材料，早在罗马时期人类就已经将其开发出类似水泥的用途；火山或者火成岩发育的地区大都是重要的多金属矿床成矿远景区——虽然火成岩的成矿模式有着极大的波动性，但对于人类发展至关重要的铜、铅、锡在火山发育地区产出的概率大大提高。

坐落在火成岩上方的马纳罗拉（意大利）

（图片来源：赵反 拍摄）

这些有利的城市兴建条件，造就了许多依（火）山而建的古代城市。然而火山一旦强烈爆发，就会对这些城市造成毁灭性的打击，并给人类造成极为深刻的记忆。如在火山发育地区的灭世或地狱的描写，都会涉及到从天而降的大火、翻滚的火海、遮天蔽日的浓烟从坑中冒出，以及江河中水味变苦等火山爆发时的景象和异常（如圣经中的启示录）。

想象画，但丁在《神曲》中描绘的熔岩地狱场景

（来源：Visualhunt.com）

火山喷发的威力，大到突破你的想象边际

历史上人类所能够亲眼见证的火山爆发，不过是火山能量的九牛一毛而已。火山爆发的威力——以改造地形的能力为例，堪称自然灾害之首。比如藏身太平洋深处的大塔穆火山，其实际面积长约450千米，宽约650千米，主峰高度超过4000米，面积超过了韩国的行政面积，也是目前人类所知最大的火山。

大塔穆火山（红色圈定范围为大致轮廓）同周边国家面积的比较

我们通常用喷发物总质量与喷发柱高度作为衡量标准，将火山喷发分为8个等级——即火山爆发指数（Volcanic Explosivity Index，简称VEI）。当VEI达到8就称为超级火山，其释放的能量相当于9.8级地震，喷发物体积超过100立方千米，喷发柱高度超过25公里（远超一般飞机的升限）。如63万年前喷发的黄石火山，目前尚在活跃之中，一旦爆发将产生全球性的灾难。那时，整个地球将进入一个短暂的冰河时期，物种和数量都会急速下降，人类也会因此损失超过一半的人口。

正在积蓄能量的黄石火山

来源：Pixabay.com

观测火山的正确方法

正确观测的火山的方法就是：在家里一边喝着可乐一边吃着爆米花看新闻直播……好吧我承认这是抖机灵。实际的情况是，虽然我们对于火山喷发掌握的情况已经比较多了，但近距离观测火山喷发依然具有极大的危险性。

首先，对于火山的研究，地质学家所采用的常规手段并不是直接观测，而是大量的遥感观测；其次，你所看到的照片除了有专业摄影师冒着风险拍摄的，更多的近距离观测是使用预先设定好的遥控摄像机、无人机和机器人等设备进行的，总之既满足了保护人员安全的要求，也达到了采集数据的目的。

实际火山研究人员未着防护服观测时距离火山口的距离

（图片来源：https://volcanoes.usgs.gov/）

但即便是专业摄影师冒险拍摄，也并非你所理解的冒险。比如，摄影师们选择拍摄的地点和火山都是反复考量过的：基性火山岩浆因为粘稠度远低于酸性火山岩，其岩浆就会沿着裂隙较为安静地流淌，而后者就会产生较为猛烈的喷发；

与此同时，摄影师也会穿着防护服，在保证自身基本安全的前提下，最终在距离岩浆百米左右的位置进行拍摄。比较常见的防护措施是穿着消防防护服，在隔绝热量的同时也能够保证人员呼吸。

更重要的一点是，专业摄影师都会采用长焦镜头拍摄，加上拍摄时间多是黑天，加强了岩浆的视觉效果，使最终的摄影作品有一种近在眼前的感觉。但如果你贸然地以你的主观判断接近流动的岩浆，那么你就危险了。

同时采用多种方法最终达到岩浆近在眼前的摄影作品

（图片来源：Pixabay.com）

我们如何确定火山的爆发时间呢

我国火成岩发育带主要集中在环渤海一圈、内蒙南部和山西河北北部一线、滇川藏的部分地区和两湖地区。至于火山，或者活火山，中国境内发育就更少了，大概用一双手可以数清楚，基本就分布在新疆、云南、吉林和黑龙江等地。目前，我国有据可查的是1951年新疆的阿什库勒火山喷发，如果不是一个放羊人看到后告诉了新疆日报的记者，可能连这次记录也够呛能留下来。

我国全新世火山分布图

（图片来源：洪汉净等. 中国火山危险性等级与活动性分类, 2007）

不仅如此，我国死火山的界定时间定为1万年，原因就是如果我们界定年限过窄，就差不多只剩下死火山了。而我们的邻国日本的界定年限则窄的多，界定年限为200年，按照日本的标准来看，我国需要研究监测的火山就太多了。

目前，我国并没有设立相应的火山监测和预警机制，在这方面日本、美国等国家做出了巨大的贡献。特别是美国，凭借其强大的经济和技术实力，监测范围可以涵盖太平洋和大西洋，面积超过整个地球的一半，并通过火山灾害援助计划（Volcano Disaster Assistance Program）向全球提供火山监测和预警技术。

美国地质调查局火山灾害项目分布的网页截图

（图片来源：https://volcanoes.usgs.gov/）

美国通过其五个火山观测站——阿拉斯加火山观测站（AVO）、加州火山观测站（CalVO）、Cascades火山天文台（CVO）、夏威夷火山观测站（HVO）、黄石火山天文台（YVO）监测其领土及周边大约170座火山，其中重点监控近期活跃的火山约50座，最终通过美国地质调查局（USGS）向公众发布有关火山活动的信息和警告。

其预警系统包含两个部分，第一部分是向民众的预警部分，包含正常、关注、监测和警告四个等级（见下表）：

第二部分则是告知航空部门有关大气中的灰烬危害情况，采用颜色代码：

美国地质调查局的各级火山预警标识

（图片来源：https://volcanoes.usgs.gov/）

总而言之，如果当地部门还没有发布火山爆发预警，那么火山爆发的可能性还是比较小的。如果对火山充（you）满（qian）兴（ren）趣（xing），可以在火山观测机构的指导下前往观看。

在美国的黄石，意大利的维苏威和埃特纳，或者冰岛的火山观测中心等，都有专业的火山观测组织，甚至还有供游人参观的较为稳定的岩浆通道，观测安全性会高得多；而一般的旅游组织对地质灾害风险的掌控能力可以说接近于零，凭着一腔热血进入火山活跃地区拍摄发朋友圈就更是“找死”行为了。

参考文献

1. Bernhard Steinberger and Richard J. O'Connell：Advection of plumes in mantle flow: implications for hotspotmotion,mantle viscosity and plume distribution，Geophys. J. Int. （1998） 132, 412—434

2. 洪汉净等. 中国火山危险性等级与活动性分类[J]. 地震地质, 2007, 29（03）: 447-456

3. https://www.data.jma.go.jp/svd/vois/data/tokyo/STOCK/kaisetsu/volcano_disaster.htm

4. https://volcanoes.usgs.gov/

（本文中标明来源的图片均已获得授权）