深海科普关于海底火山你知道多少 [复制链接]

1月15日，位于南太平洋岛国汤加的洪阿哈阿帕伊岛（HungaHaapai）海底火山剧烈喷发，引起周边的巨大冲击波，其威力堪比颗原子弹。

日本、美国、加拿大、新西兰、斐济、萨摩亚、瓦努阿图、澳大利亚和智利等国均发布海啸预警。

为何会产生如此大的威力？

海底火山喷发为何不会被海水熄灭？

......

本期深海科普带您一起去探秘

#海底火山#

所谓海底火山，就是形成于浅海和大洋底部的各种火山。与陆地火山一样，也有死火山与活火山之分。据不完全统计，目前全球的海底火山超过两万多座，其中一大半坐落在太平洋里。这些海底火山多位于板块的交界处，有的已经寿终正寝，有的则正在休眠，有的仍然年轻活跃。

海底火山可分3类，即边缘火山、洋脊火山和洋盆火山，它们在地理分布、岩性和成因上都有显著的差异。

1

边缘火山

沿大洋边缘的板块俯冲边界，展布着弧状的火山链。它是岛弧的主要组成单元，与深海沟、地震带及重力异常带相伴生。

2

洋脊火山

大洋中脊是玄武质新洋壳生长的地方，海底火山与火山岛顺中脊走向成串出现。据估计全球约80％的火山岩产自大洋中脊，中央裂谷内遍布在海水中迅速冷凝而成的枕状熔岩。中脊处的大洋玄武岩是标准的拉斑玄武岩。这种拉斑玄武岩是岩浆沿中脊裂隙上升喷发而生成的产物，它组成了广大的洋底岩石的主体。

3

洋盆火山

散布于深洋底的各种海山，包括平顶海山和孤立的大洋岛等，是属于大洋板块内部的火山。

为何此次海底火山喷发威力如此巨大？

QUESTION

本次爆发的火山位于汤加首都努库阿洛法以北65公里，海拔约米。但隐藏在海平面之下的是一座高约米，宽20公里的巨型海底火山。

此次爆发是以一种剧烈爆炸的方式喷发，如果岩浆缓慢上升到海水中，岩浆和水之间也会形成一层薄薄的蒸汽隔热层，使岩浆的外表面得以冷却。但是当岩浆以爆炸的方式快速喷发进入水中时，蒸汽层被破坏，岩浆与水直接接触，此过程被称之为“燃料与冷却剂相互作用”，岩浆在接触海水的瞬间会导致海水剧烈汽化，体积剧增发生爆炸，类似于大爆炸。极端猛烈的爆炸将岩浆撕裂，暴露在水中，爆炸便重复发生，最终造成这次堪比颗原子弹威力的海底火山爆发。

卫星捕捉到海底火山喷发瞬间

海底火山喷发为何不会被海水熄灭？

QUESTION

我们平日里见到的火是燃烧物与空气中氧气的剧烈作用，以水灭火的原理是把燃烧物与空气隔开，而火山喷出的是一种高温流体物质，也就是岩浆。高温岩浆和海水之间会形成一层薄薄的蒸汽隔热层，所以海水对其只能降温而无法熄灭。

会不会造成下一个“无夏之年”？

QUESTION

自汤加海底火山爆发后，其威力之大让很多人联想到了年印度尼西亚坦博拉火山爆发，那是人类历史有记录以来，最大规模的火山喷发之一，强度达到了7级，受此影响，亚洲、欧洲、美洲都在年夏天经历了霜冻现象，导致农作物大量死亡，全球性粮食减产。这一年，也被史学家称为“无夏之年”。

火山爆发对气候的影响主要和火山爆发进入平流层的硫酸盐量有关，火山喷发的二氧化硫气体直达平流层，在较短时间（一两个月）即会形成硫酸气溶胶，随着平流层环流输送到全球各处，由于平流层环流稳定，所以硫酸会持续更长的时间(一年以上)，通过阻挡太阳辐射，引起近地面温度降低。

在20世纪最主要的几次火山爆发中：

年阿贡火山爆发约万吨二氧化硫进入平流层；

年埃尔奇琼火山喷发了约万吨二氧化硫进入平流层；

年皮纳图博火山爆发约万吨二氧化硫进入平流层；

这三次火山爆发都在全球温度序列里留下了印记，降温幅度分别为约-0.2°C、约-0.2°C和约-0.5°C，持续时间为1-2年。

年份

火山名

VEI

国家

年

阿贡火山

5

印尼

年

圣海伦火山

5

美国

年

埃尔奇琼火山

5

墨西哥

皮纳图博火山

6

菲律宾

哈德森火山

5

智利

从最新卫星监测数据来看，此次汤加附近海域的海底火山爆发火山灰最高达到约28km，这已经到了平流层的中下层，因此评级为5级左右比较合适，之前对进入平流层的二氧化硫的估算量为约5万吨，而根据Sentinel-5P/TROPOMI对进入平流层的二氧化硫的估算，大概有40万吨二氧化硫进入平流层，总体而言，这一数值距离可以对全球气候有所影响，还有非常大的差距，不过，本次汤加的火山活动从年12月底开始，目前还处于活跃状态，因此后续是否还会有更大规模的爆发，还需要进一步监测。

汤加火山爆发后的大气波动，EUMETSAT卫星红外辐射图，图片来自于MathewBarlow

注：Sentinel-5P是欧空局于年10月13日发射的一颗全球大气污染监测卫星。TROPOMI是目前世界上技术最先进、空间分辨率最高的大气监测光谱仪。

资料来源：新华社天下财经中新网等

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