噴發衝擊波，覆蓋整個地球_風聞

湯加火山爆發

當地時間1月14日和15日，湯加的洪阿哈阿帕伊島海底火山發生了劇烈噴發。湯加被籠罩在火山灰之下，多個領土島嶼也一度被海水淹沒。

當湯加的居民努力從一場毀滅性的火山爆發中恢復過來時，科學家們也試圖更好地瞭解這次火山爆發所帶來的全球性影響。此次火山爆發產生的衝擊波，以及它所引發的海嘯的不尋常性，將使得科學家們對此展開持續數年的研究。

“並不是説我們不瞭解火山爆發和海嘯。”加州洪堡州立大學地球物理學榮譽教授Lori Dengler説，“但現在我們能夠擁有一系列的現代儀器來見證它，這確實是前所未有的。”

目前，科學家們已經知道了一個關鍵問題的答案：儘管這似乎是30年來世界上最大規模的一次火山爆發，但此次火山爆發或許並不會像過去一些大規模的火山爆發那樣，對全球氣候產生暫時的降温影響。

1

音浪傳播數千公里

此次爆發的火山的地理位置，位於南太平洋島國湯加的洪阿哈阿帕伊島（正式名稱為Hunga Tonga-Hunga-Ha’apai）水下。其噴發柱高達5000—2萬米，音浪傳播了數千公里，大約9300公里以外的美國阿拉斯加州都能聽到火山爆發的聲音。

湯加政府稱這是一場“前所未有的災難”。這座水下火山的爆發，帶來了大量危險的火山灰，覆蓋了湯加南部部分區域，其中包括湯加首都努庫阿洛法。

由於地表近乎被火山灰覆蓋，受災居民的生活秩序受到了嚴重影響，當地居民忙於清理火山灰等救災工作。一些地方已經出現食物儲備不足的情況，預計短時間內蔬菜等食品供應難以恢復。

與此同時，湯加首都還經歷了1.2米高的海嘯（其他地方報告了更高的海浪高度），其主要街道、建築都被海水衝過，通信與交通一度中斷，機場也因跑道上厚厚的火山灰而暫時關閉。

美聯社1月20日稱，湯加國際電話通信已經通過衞星部分恢復，但由於需求過多，民眾打國際長途需要耐心等待。而關鍵的海底電信電纜仍需要數星期時間修復。

2

爆發持續約10分鐘

除了湯加當地所受影響外，火山爆發的嚴重性也是顯而易見的。衞星照片顯示，一團由泥土、岩石、火山氣體和水蒸氣組成的直徑數百英里的雲團，以及另一寬度略窄的氣體羽流，衝入了大氣層將近3.2萬米。

湯加火山爆發的衞星雲圖

許多人都在關心此次火山爆發會給全球帶來什麼影響，尤其是在氣候方面。有火山學家將此次事件與1883年印度尼西亞喀拉喀托火山的災難性爆發，以及1991年菲律賓皮納圖博火山的一次大規模爆發，進行了比較。

相關資料顯示，1991年6月皮納圖博火山所發生的爆炸式大噴發，是20世紀世界上最大的火山爆發事件之一，噴出了大量火山灰和火山碎屑流。此次火山的噴發不但使山峯的高度降低了約300米，還向平流層或高層大氣中噴射了約2000萬噸二氧化硫氣體，減少了地球上10%的陽光，最終導致全球氣温在顆粒完全消散的幾年裏冷卻了約1華氏度（約0.5攝氏度）。

而1883年印度尼西亞喀拉喀托火山的大爆發，釋放出210億立方米的火山灰，也是人類歷史上最大的火山噴發之一。其中最為猛烈的一次爆發，將火山灰噴射到8萬米的高空，並引起了強烈的地震和高度超過30米的海嘯。

原有的喀拉喀托火山的2/3在爆發中消失，整個地球平均降温0.6攝氏度。噴發後的4年全球異常寒冷，甚至在1887—1888年冬季發生強烈的暴風雪。

1883年印度尼西亞喀拉喀托火山爆發

通常情況下，火山爆發所釋放的二氧化硫是導致氣候變化的主要原因。二氧化硫進入平流層後，氣體與水會結合形成硫酸鹽氣溶膠顆粒。這些顆粒反射或散射了部分太陽光線，阻擋和削弱了太陽輻射，並通過大氣環流在全球擴散，產生“陽傘效應”，最終導致地面氣温下降。

曾研究皮納圖博火山早期噴發的新西蘭奧克蘭大學火山學家Shane Cronin認為，此次湯加火山的噴發與皮納圖博火山爆發的高峯期威力相當。

但就目前情況來看，湯加火山的爆發只持續了約10分鐘，且在隨後的幾天裏，衞星傳感器檢測到僅有約40萬噸的二氧化硫到達平流層。“湯加火山所釋放的二氧化硫量要比皮納圖博山的情況少得多。”加州大學伯克利分校的地球科學教授Michael Manga表示。

如果湯加火山的噴發恢復並繼續保持同樣強烈的水平，則會產生類似上述兩座火山所帶來的全球降温效應。但這種情況出現的可能性並不大。

3

海水瞬間變成蒸汽

據研究人員介紹，火山爆發的威力在一定程度上，與其所處的地理位置有關。當温度極高的熔岩或岩漿撞擊海水時，海水會瞬間變成蒸汽，將爆炸的威力放大數倍。

如果是在更深的海域，深海的超強水壓會將爆炸抑制住，使其傳及地面的影響較小。但此次湯加火山僅在水下約150米處，屬於較淺深度，為爆發創造了恰到好處的環境條件，最終使其造成的影響增倍。

英國巴斯大學的大氣物理學家Corwin Wright表示，這次爆炸所產生的大氣衝擊波，是迄今為止探測到的最特殊的衝擊波之一。衞星讀數顯示，該衝擊波遠遠超出了平流層，約高達9.6萬米，並以每小時900多公里的速度向全球擴散。

湯加火山噴發引起的衝擊波傳遍全世界

“我們看到的是一個非常強烈的衝擊波，這是我們20年來所有數據中最大的一個，”Wright説，“我們從未見過像這樣真正覆蓋了整個地球的東西，更別説它還來自於一座火山。”

當火山爆發的能量將大量空氣向外和向上推送至大氣層時，就產生了大氣衝擊波。而當空氣受強大外力試圖恢復平衡時，會不斷上升和下降，做來回運動，這樣則會產生波動軌道，進而形成了從爆炸源向外移動的高壓和低壓交替波。

Wright解釋，儘管波動發生在大氣層的高處，但它對世界部分地區的天氣氣候產生短期影響。這種情況可能是由於受到高空急流的影響而間接引發。同時，由於衝擊波如此之高，它還有可能對無線電傳輸以及全球定位系統衞星的信號產生輕微影響。但是否會真正產生影響仍有待觀察。

4

衝擊波引發多地海嘯

科學家還推測，大氣壓力波也可能在這次不尋常的海嘯中發揮了作用。

海嘯通常由海底地震、滑坡和火山爆發引起。當海底的岩石和土壤發生活動，導致海底的地殼產生斷裂時，有的地方下陷，有的地方升起，進而引起強烈的震動，使海面劇烈起伏，形成震盪波。震盪波在海面上以圓圈的形式不斷擴大，傳播到很遠的地方，繼而形成海嘯。

火山爆發的情況下，水下爆炸、火山口的坍塌，或者火山的一側由於不穩定而坍塌，都可能導致海底地殼的位移，隨即引發海嘯。通常情況下，“這種能量會隨着距離的增加而衰減”，曾在太平洋海嘯預警中心工作過的夏威夷大學馬諾阿分校研究員Gerard Fryer説。

但此次火山爆發所引發的海嘯，卻不僅僅在湯加出現。據報道，太平洋沿岸智利、日本和新西蘭等國乃至美國西海岸，都監測到了與湯加當地規模幾乎一樣的海嘯；世界其他地區也發生了小型海嘯。這意味着當壓力波穿過大氣層時，可能對海洋產生了影響，導致其他海域也發生了振盪，引發海嘯。

當然部分研究人員也表示，這個解釋只是其中的一種可能性。真正的原因仍需要通過數週乃至數月的相關數據分析，才能夠了解。

“大氣和海洋是相連的，”Dengler博士説，“我們在大西洋看到了海嘯，而它並不是繞過南美洲最南端才到達那裏的。所以證據非常明確，是壓力波起到了作用。現在的問題是，它起到了多大作用。”

編譯 | 齊家 編輯｜吳陽煜

值班編輯 | 湯興

美編 | 古淑娟

看世界雜誌新媒體出品，戳這裏關注更多精彩