相當於1000顆廣島原子彈的湯加火山爆發，在火山界其實只是一個小弟弟_風聞

　　撰文 沈夢溪

　　2022年1月15日，湯加海底火山爆發的新聞一下子引起了全球的關注。得益於發達的監控技術和社交網絡，人們有幸從多個維度看到了這座火山爆發時的模樣——火山直接掀飛一座曾經由它自己製造出來的小島；火山灰直衝30千米的高空之上，形成了一個直徑500千米以上的巨大雲團；隨後帶來的海嘯則波及了整個環太平洋沿岸區域。

　　衞星監控下的湯加火山爆發 圖/wikipedia

　　而最新的數據則説，它釋放的能量相當於1000顆廣島原子彈爆炸，這無疑引起了人們的擔憂——它會繼疫情之後，再一次帶來世界級的災難嗎？要説清楚這一問題，就得從頭説起了。眾所周知，地球是分層的，我們在小學就學過地球的地殼、地幔和地核三個圈層結構。其中地殼是固態的岩石圈層，而且密度是這三層中最低的；地幔不那麼精確的講，就像是一團熾熱的橡皮泥——不是液態，但是可以緩慢流動；地核的密度和温度最高，有科學家估計可能有6000℃左右，和太陽表層相當。

　　地球圈層結構 圖/wikipedia

　　如果我們再簡化一下這個模型的話，就好像是一個火鍋爐子，地核是那團火，地幔是火鍋湯，地殼就是漂浮在火鍋湯表層的白菜幫子。在火的加熱下，火鍋湯會沸騰翻滾，而漂着的白菜幫子則會因火鍋湯的翻騰而運動——這其實也就是地球地殼運動的原理。在地核的加熱下，地幔發生緩慢而堅定的翻騰，漂浮在地幔上方的地殼則會隨之運動。在有些地方，地殼相互碰撞，在有些地方，地殼相互分離——這種地方科學家們稱之為板塊邊界。無論是碰撞邊界還是分離的邊界，發生地震和火山的概率都遠超地殼板塊的其它地方。而本次湯加海底火山的位置，就正好位於其中澳大利亞板塊與太平洋板塊的交界處。

　　全球板塊邊界，環太平洋火環以及湯加的位置示意圖 圖/wikipedia

　　當然，還要提一下的是，整個太平洋板塊實際上是一個非常活躍的板塊，它不斷與周邊的其它板塊（歐亞板塊、澳大利亞板塊、菲律賓板塊、北美洲板塊等）發生碰撞，因此在其板塊邊界上的火山和地震活動非常活躍，因此這一板塊邊界又被稱為“環太平洋火環”，我們的鄰居——日本整個國家幾乎都位於這個火環上，因此地震和火山非常頻繁，最近網飛有一部《日本沉沒2020》，大家就可以帶着這個科學背景觀看。

　　説回湯加火山爆發來。正因為它的地理位置，所以實際上科學家們對這裏火山爆發並不意外，這裏的火山，並不是會不會爆發的問題，而是何時爆發的問題。前些年科學家們對此地的海底地形進行了研究，發現這裏密佈着大大小小的火山口，這些火山口在過去幾十年中就非常活躍——2009年和2014年都曾經劇烈爆發過，其中2014年的爆發還形成了一個新的火山島，將兩座原本就存在的小島連在了一起，形成了一個長約5千米的聯合島。這個島嶼就是我們在前文説到的，也是新聞中大肆報道的那個被火山爆發掀飛的島嶼。

　　火山爆發形成新島連接了兩個比較古老的島嶼，形成了一個巨大的新島，其中的火山口還清晰可見 圖/谷歌地球截圖

　　不過這些大大小小的火山口其實只是真正火山口的邊緣，科學家們經過細緻調查後發現，真正的火山口位於這個新島嶼的東南方的海底深處，其高度約為1800米，寬度約為20千米，這些往常活躍的火山口只是真正火山的火山口邊緣的小噴發口而已。本次噴發的，才是真正的火山口。

　　紅圈內才是整個真正的火山口 圖/S. J. Cronin, M. Brenna, I. E. M. Smith, S. J. Barker, M. Tost, M. Ford, S. Tonga’onevai, T. Kula and R. Vaiomounga，2017

　　科學家們對這一火山周邊的沉積物進行了研究，發現差不多每過1000年，它就會劇烈爆發一次（這裏的一次，並不是真的只有一次噴發，而是由多次巨大噴發組成的一段幾周到幾個月，甚至幾年的一個火山活動活躍期），然後就進入了漫長的蓄能期，以往的小火山口爆發，只是它“充電”快充滿的徵兆而已。考慮到這一火山上次爆發的時間正好在公元1100年左右，今年它的爆發算是很準時了。

　　由於這次火山爆發在社交媒體上的影響力巨大，很多媒體頻頻引用了一個詞：無夏之年，擔憂本次火山爆發產生的火山灰和二氧化硫氣體進入大氣候導致全球氣候變冷，帶來一個繼疫情之後的又一個全球級的災難。

　　科學家們根據火山噴發中噴出物的體積，將火山爆發的強烈程度進行了排序，並制定出了火山爆發指數（VEI），整個指數從0-8分為9級，每一級都是更小一級爆發威力的10倍，而其噴發物的體積也以10倍為單位增長。

　　不同VEI級別火山噴發物的體積對比 圖/wikipedia

　　根據目前的火山爆發情況來看，本次的VEI指數可能是5左右，噴發出來的二氧化硫氣體只有大約40萬噸左右，當然由於本次火山活動並未結束，在未來還可能長期活動，因此VEI指數以及二氧化硫氣體量都有可能會繼續調整。但是對比一下歷史，就會發現，這次噴發的影響並不算大。

　　真正的無夏之年，是指1816年，它是由1815年印尼坦博拉火山的爆發導致的。坦博拉火山才是人類歷史上規模最大的一次火山爆發，其VEI指數為7，噴發出來了160-213立方千米的物質，估計其噴發出的二氧化硫氣體為2500~3000萬噸左右，從而導致全球氣温在1816年下降0.53℃，並導致糧食減產和全球性饑荒。

　　坦博拉火山口全景圖 圖/wikipedia

　　即使是進入20世紀以後，也有1次比湯加火山爆發威力更大的火山爆發事件。這就是1991年皮納圖博火山爆發了，它的VEI指數為6，但也帶出了約100億噸岩漿和2000萬噸二氧化硫，導致全球平均温度下降約0.5℃。

　　皮納圖博火山爆發 圖/wikipedia

　　而科學家們在統計了過去10000年來各VEI級別火山的爆發次數後發現，VEI指數5的火山爆發次數是166次，也就是説平均下來60年就會發生一次；而VEI指數6的火山爆發次數是51次，平均下來不到200年一次，從這個角度來看，目前VEI指數5左右的湯加火山其實在火山界也就是個弟弟，它的威力只在社交媒體上才顯得那麼強大。