為什麼我們不能預測火山何時噴發？

在全球衛星監測、地面設備網路激增的時代，為什麼我們仍然不能準確預測火山噴發？

我們的2016年開始於一陣巨響。在智利和印尼我們看到了一群休眠了十年或更久的火山爆發了。在此之前的2015年4月，智利卡爾布科火山（Calbuco）在沉寂40多年後突然爆發，專家的預警僅僅提前不到兩個小時。在全球衛星監測與地面設備網路激增的時代，為什麼我們還不能準確預測火山噴發？

火山科學家用一系列最先進的設備來監測全球許多活躍的火山。在許多情況下，我們可以從火山觀測站看到火山突然爆發。或者，當火山爆發時，我們可以通過衛星傳送和社交媒體實現實時觀看。但我們還沒能力去預測不安寧但休眠的火山接下來會發生什麼。不過，新的研究正為尋找未來火山活動信號的最佳方式提供線索。

就像醫學一樣，火山學家能通過對世界上其他許多例子的觀測，對火山狀態有一個清晰的認識。但是如果我們不知道一個特定火山的歷史，並且也沒有對其進行「活體檢查」的方法，那我們去弄清情況的能力就很有限。例如，一些火山開始保持完全安靜狀態而又突然毫無徵兆地猛烈爆發，而其它一些火山平時很活躍但在爆發之前卻又有一個平靜的時刻。沒有先驗知識，我們怎麼知道？

火山噴發採樣

目前我們雖然尚未可以安全地深入一座即將爆發的火山，但從其過去噴發出的沉積物中我們可能獲得關於當時蓄勢噴發時的信息。爆炸式火山噴發清空了岩漿庫，湧出大量的噴出物、凝結物和殘留物。

這通常包括浮石，是一種輕質多孔的石頭，由玻璃質管子、薄片和條塊以及填充著火山氣體（在火山噴發之前主要是水蒸汽，然後被空氣替代）的孔隙網路組成。其他物質包括各種礦物晶體，它們隨著岩漿冷卻並開始固化在深處生成，可能會長達幾十年甚至幾個世紀。

爆炸式噴發被認為是由從地下深處熔岩中逃逸出的氣泡引起的。當新鮮的岩漿首次流至火山下面，它通常攜帶大量的溶解氣體——如水和二氧化碳。

隨著岩漿冷卻凝結成固體岩石，氣體仍會溶解于越來越少的熔體中，直到熔體達到飽和，氣泡開始形成。這時，火山內部的壓力開始形成，最終岩漿庫周圍的岩石爆裂。然後，充滿氣泡的岩漿通過裂縫開始向外噴發。

氣泡指明了方向

但是我們如何找到岩漿開始生成氣泡的時間點呢？這就是法醫火山學研究的範疇。當岩漿凝結時，在不同時間形成的晶體可以捕獲岩漿庫狀態的一手信息。如果運氣好的話，在火山噴發後，有時還可以找到這些晶體，然後拼湊其發生的先後順序。

在這項新研究中，來自牛津大學的地球科學教授David Pyle和他的同事通過這種方式對在坎皮佛萊格瑞（Campi Flegrei）火山區的火山進行觀察。這個冒著熱氣的火山區，位於義大利那不勒斯以西，在羅馬神話中被稱為地獄的入口。通過分析一種特定礦物磷灰石的組成——磷灰石在整個岩漿冷卻過程中不斷生成——研究人員發現，在氣泡噴發之前，它的形成時間非常短暫，也許只有幾天到幾個月。所以對於該火山，即將噴發的最佳信號可能是地面會出現隆起（並改變壓力）和火山口逸出氣體相結合。

雖然，這仍不能為我們提供一個簡單的方法來預測火山的噴發。但它的確為我們提供新的視角——通過法醫學的角度對過去特定地方火山噴發的沉積物進行檢測，這提供了一種方法來助於確定給予我們有關未來火山活動線索的監測信號。這讓我們對火山噴發的預測又更近了一步。

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