每秒100次闪电,汤加火山爆发上演末日景象

作者 | 《财经》记者 王晓枫    编辑 | 郝洲

2022年01月17日 19:01  

本文3973字,约6分钟

汤加火山爆发二氧化硫总排放量大约是皮纳图博1%至2%的水平,几乎无法对气候产生任何可测量的影响

当地时间1月14日至15日,南太平洋岛国汤加海岸前的海底火山 (Hunga-Tonga-Hunga-Ha'apai)喷发,引发以汤加为中心的海啸,促使新西兰、澳大利亚、日本和美国等国预警部门提醒人们远离部分地区的海滩。
 
根据汤加地质局的消息,位于汤加首都努库阿洛法以北约65公里处的洪阿哈阿帕伊岛14日开始陆续有火山喷发,大量火山灰、气体与水蒸气形成巨大火山云团,汤加全境空气质量受到严重影响。

这场火山爆发十分剧烈,不仅火山云团直冲高空,还产生巨大轰鸣,在距离汤加1770公里外的新西兰仍能听到爆发时产生的巨响,冲击波穿过半个地球,远在1.6万公里之外的英国都有感知。海底火山爆发虽然没引发超大规模海啸,但也到达太平洋西北部部分地区,在美国的阿拉斯加、俄勒冈州、华盛顿州和加拿大的不列颠哥伦比亚省引起巨浪。美国加州、墨西哥和南美洲部分地区的气象站也记录到小型海啸。

火山喷发使汤加同外界的通讯和互联网联络已经基本中断,因此汤加蒙受的损失尚无法进行全面评估,汤加是通过一条通往斐济的海底电缆接入国际互联网的。

由于连接汤加的海底互联网电缆已被切断,目前还没有关于人员伤亡或损害范围的报告。截至发稿,唯一报告的死亡事件发生在近1万公里外的秘鲁海滩。火山灰浓度过高导致外部救援人员无法抵达事发现场。目前,新西兰和澳大利亚已经分别派出侦察机前往汤加评估火山爆发后的情况,并设法救援。 

在斐济的国际红十字会工作人员预估,汤加可能有多达8万人受到火山爆发本身或火山爆发引发的海啸和洪水的影响。很多科学家都在担忧,此次火山爆发可能对这个岛国造成难以置信的毁灭性打击,就像2010年大地震给海地带来的影响。

鉴于这种情况,很多国家和国际组织已对汤加局势表示关切,澳大利亚政府表示愿意鼎力援助。美国国务卿布林肯也表示愿意对这一太平洋邻国提供支持。联合国在太平洋地区的办事处也在密切关注局势,并随时准备应要求提供支持。
 
中国外交部发言人汪文斌1月16日晚间表示,中方十分关注汤加火山爆发并引发海啸、火山灰等灾害。中国驻汤加使馆第一时间启动应急预案,多方了解中国公民受灾情况,目前未接到中国公民伤亡的报告。中方愿应汤方要求提供力所能及的支持和援助。

每秒100次闪电

火山爆发是地球板块运动主要表现形式之一,也是地球形成过程中多次发生的重要地质现象,这是地球生命体征活跃的表现。著名火山学家、《超级火山》(Super Volcanoes)一书作者罗宾·乔治·安德鲁斯(Robin George Andrews)将这次汤加火山爆发级别形容为“千年一遇”,我们恰好赶上了。
 
“火山需要大约1000年时间才能完全重新积聚能量,而我们恰好在这个时间点附近,大量的岩浆以一种非常具有爆炸性的方式释放出来。”安德鲁斯说。
 
此次爆发的 Hunga-Tonga-Hunga-Ha 'apai火山位于南太平洋地区,那里火山密布,有些在海面上,有些在海面下,一直有强烈的喷发倾向。如此大量的火山存在于此地是因为太平洋板块不断向澳大利亚板块下潜。过去的一些火山爆发事件曾释放出城市大小的浮岩,或者形成新的岛屿。
 
Hunga-Tonga-Hunga-Ha 'apai一直比较活跃,在1912年就有一次颇具规模的爆发。2009年爆发时突破海平面。在2014年-2015年的爆发中,大量喷出的岩石和火山灰形成一个长2公里、宽1公里、高100米的新岛屿。2021年末,这座火山再次喷发,但那次爆发威力不大,只有灰白色的烟柱和适度的爆炸,生活在群岛外的人很少注意到。
 
Hunga-Tonga-Hunga-Ha 'apai是海底火山,位于海洋表面以下,大部分在水下喷发。公开数据显示,与陆地火山一样,海底火山大约有100万座,它们位于地球构造板块附近,也是它们形成的地方。这些火山不仅沉积熔岩,而且还能喷出大量的火山灰。
 
据全球海洋勘探基金会(Global Foundation for Ocean Exploration)估计,地球上大约四分之三的火山活动实际上发生在水下。海底火山活动产生了海底山,海底山是在海底形成的,但没有到达水面。
 
对于造成这次火山爆发的主要因素,安德鲁斯根据火山爆发基本原理推测称,当板块下降到地幔中超高温的岩石中时,里面的水被烤出来,上升到上面的地幔中。给这些岩石注水会使它们更容易融化,这就产生大量粘稠且充满气体的岩浆,这是促成爆炸性喷发的有力因素。

Hunga-Tonga-Hunga-Ha 'apai火山爆发可能造成创纪录的闪电数量,火山能够产生闪电是因为火山云团中的灰烬颗粒相互碰撞或与大气中的冰块碰撞,从而产生电荷。正电荷和负电荷分离,产生闪电。
 
供职于专门从事天气和环境测量的Vaisala公司的气象学家克里斯·瓦加斯基(Chris Vagasky)指出,我们监测到每分钟有5000次到6000次闪电,也就是每秒100次闪电,这是难以置信的。
 
Vaisala 公司的GLD360 网络使用全球分布的无线电接收器,可以“听到”闪电作为强烈的无线电波爆发。在最初两周内,系统有时会记录到每天几百或几千次闪光——这并不罕见。“我猜它正在清嗓子。”瓦加斯基说。
 
但从14日晚间到15日白天,情况开始不断加剧,汤加火山曾一度在一小时内喷发闪电20万次。相比之下,2018年印尼喀拉喀托火山在一周左右时间里才产生34万次闪电。“我简直不敢相信我所看到的数字,” 瓦加斯基说,“你通常不会在火山上看到这种情况。昨晚在这个星球上,没有其他任何地方能像这里一样充满电力。”

虽然目前尚无具体数据解释为何造成如此海量闪电次数,但一些科学家已经推测可能是海水助推这一现象。美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Lab)火山声学研究员凯思琳·麦基(Kathleen McKee)推测,水的存在总是会增加闪电几率。当岩浆与浅水混合时,被困住的水受到强烈的加热和蒸发,将岩浆炸成数百万个小碎片。粒子越多、越细,产生的闪电就越多。
 
德国慕尼黑大学(LMU)火山学家科拉多·西马雷利(Corrado Cimarelli)指出,火山爆发的热量很容易将水蒸气输送到大气中较冷、较高的地方,在那里水蒸气变成冰。这就为火山灰提供了大量额外的粒子来产生碰撞并发电。
 
这种海量闪电虽然从远处看很壮观,但近距离看就像世界末日,伴随着火山轰鸣,大部分闪电并不只出现在火山云团中,而是击中地面和海洋,这对汤加周边岛屿上任何居民来说都是极其危险的,因为相当于被闪电环绕。

火山爆发曾助力降温

此次火山爆发带来的地质活动反应也颇为震撼,当Hunga-Tonga-Hunga-Ha 'apai最终爆发时,冲击波引发巨浪,因为快速移动的空气冲击海洋,其威力足以迫使水移开,这一现象被称为气象海啸(meteo-tsunami)。海啸随即席卷汤加群岛的几个岛屿,然后冲过太平洋。
 
这种海底火山爆发释放巨大能量需要置换大量的水,这可以通过水下爆炸、崩塌(大量岩石突然从火山上掉到海里)或上述因素和其他因素的组合发生。由于火山云团遮蔽火山,而且火山大部分被淹没在海水下,在得出任何结论之前,科学家需要时间收集更多数据,可能来自爆炸产生的声波类型或者火山周围物质的重新分布。
 
与其他火山一样,Hunga-Tonga-Hunga-Ha 'apai火山在一次大规模喷发后,必须重新补充岩浆库。该地区最后一次大规模爆发是在1100年前,从那时起,熔岩就不断地在地下积聚。当几乎蓄满时,少量的岩浆从火山中泄漏出来,这可能是自2009年以来记录到的喷发事件的背后原因。
 
肖恩·克罗宁(Shane Cronin)是新西兰奥克兰大学火山学家,他解释说,一旦重新积聚能量,大量的岩浆结晶就开始推动气体压力上升,速度太快,小喷发无法释放。当大量岩浆找到一个开口时,会剧烈减压,在一次大爆炸中,大部分的熔岩库就这样被抽空。

大型火山爆发会对全球气候产生直接和持续数年的影响,这次汤加火山爆发让科学家格外关注这方面影响。1991年菲律宾皮纳图博火山爆发曾导致全球气温下降,皮纳图博火山在三天时间里向大气中释放600万吨-2200万吨的二氧化硫,大约相当于2021年人为排放量的20%。硫酸盐气溶胶具有反射性,会散射阳光并将其中一部分反射回太空。如果大气中有足够多这种化合物,就可以将大量阳光反射出去,从而使地球降温。

火山硫酸盐特别擅长影响全球气候。人为排放物,例如来自发电厂的排放物,会在地面或接近地面水平排放,并且会在几天或几周内保留在大气中,与空气中水结合并以酸雨形式返回地球。然而,在大规模火山喷发期间,大部分二氧化硫被抛到平流层数英里处,它们会随时间推移通过重力沉降或大规模环流被缓慢清除。在那个高度,气溶胶会持续数月乃至数年。皮纳图博火山爆发后的15个月时间里,科学家们测量到全球平均气温下降约1华氏度(0.6摄氏度)。
 
对于此次火山是否会造成全球气温下降,新能源风险公司(New Energy Risk)总裁布伦坦·亚历山大博士(Brentan Alexander)就认为不太可能为缓解全球气候变化赢得时间。他指出,来自地球观测卫星的早期数据表明,汤加火山爆发二氧化硫总排放量大约是皮纳图博的1%至2%的水平,因此这个数量级太小,几乎无法对气候产生任何可测量的影响。虽然火山喷发可能还会继续,更多的地球冷却气体可能会被释放出来,但不会缓解气温上升和海平面升高等气候变化危机带来的不利趋势。

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最新评论
  • Gretchen
    4个月前
    希望老天保佑汤加老百姓
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