基拉韋厄火山正在重塑夏威夷！熔岩大爆發有多恐怖

知識 10-10

出品：科普中國

製作：地質時代

監製：中國科學院計算機網路信息中心

位於夏威夷的基拉韋厄火山，自今年5月3日起噴發，已於8月底逐漸減弱。噴發期間，當地部分旅遊公司不顧官方警告，仍組織遊客乘船前往熔岩入海口觀看「熔岩霧靄」，甚至突破安全警戒線近距離觀看。據報道，一艘觀光船7月16日早間搭載遊客觀看火山熔岩流入大海的景象時，飛濺的熔岩擊中觀光船，擊穿船頂並造成至少23人受傷，其中一人腿部骨折。

火山噴發為什麼會造成極大破壞？

即便具有較強的規律性，火山爆發在歷史上也仍然給人類造成了巨大的損失。如大家熟知的龐貝古城就是在公元79年8月24日維蘇威火山爆發時，被火山灰一夜之間完全覆蓋的。

實際上，發育火山的地區就像為了彌補這些災害對人類造成的損害一般，在工農業上都有著巨大的優勢。火山灰不僅可以給土壤提供豐富的養料，還是重要的非金屬原材料，早在羅馬時期人類就已經將其開發出類似水泥的用途；火山或者火成岩發育的地區大都是重要的多金屬礦床成礦遠景區——雖然火成岩的成礦模式有著極大的波動性，但對於人類發展至關重要的銅、鉛、錫在火山發育地區產出的概率大大提高。

坐落在火成岩上方的馬納羅拉（義大利）

這些有利的城市興建條件，造就了許多依（火）山而建的古代城市。然而火山一旦強烈爆發，就會對這些城市造成毀滅性的打擊，並給人類造成極為深刻的記憶。如在火山發育地區的滅世或地獄的描寫，都會涉及到從天而降的大火、翻滾的火海、遮天蔽日的濃煙從坑中冒出，以及江河中水味變苦等火山爆發時的景象和異常（如聖經中的啟示錄）。

想像畫，但丁在《神曲》中描繪的熔岩地獄場景

火山噴發的威力，大到突破你的想像邊際

歷史上人類所能夠親眼見證的火山爆發，不過是火山能量的九牛一毛而已。火山爆發的威力——以改造地形的能力為例，堪稱自然災害之首。比如藏身太平洋深處的大塔穆火山，其實際面積長約450千米，寬約650千米，主峰高度超過4000米，面積超過了韓國的行政面積，也是目前人類所知最大的火山。

大塔穆火山（紅色圈定範圍為大致輪廓）同周邊國家面積的比較

我們通常用噴發物總質量與噴發柱高度作為衡量標準，將火山噴發分為8個等級——即火山爆發指數（Volcanic Explosivity Index，簡稱VEI）。當VEI達到8就稱為超級火山，其釋放的能量相當於9.8級地震，噴發物體積超過100立方千米，噴發柱高度超過25公里（遠超一般飛機的升限）。如63萬年前噴發的黃石火山，目前尚在活躍之中，一旦爆發將產生全球性的災難。那時，整個地球將進入一個短暫的冰河時期，物種和數量都會急速下降，人類也會因此損失超過一半的人口。

正在積蓄能量的黃石火山

觀測火山的正確方法

正確觀測的火山的方法就是：在家裡一邊喝著可樂一邊吃著爆米花看新聞直播……好吧我承認這是抖機靈。實際的情況是，雖然我們對於火山噴發掌握的情況已經比較多了，但近距離觀測火山噴發依然具有極大的危險性。

首先，對於火山的研究，地質學家所採用的常規手段並不是直接觀測，而是大量的遙感觀測；其次，你所看到的照片除了有專業攝影師冒著風險拍攝的，更多的近距離觀測是使用預先設定好的遙控攝像機、無人機和機器人等設備進行的，總之既滿足了保護人員安全的要求，也達到了採集數據的目的。

實際火山研究人員未著防護服觀測時距離火山口的距離

但即便是專業攝影師冒險拍攝，也並非你所理解的冒險。比如，攝影師們選擇拍攝的地點和火山都是反覆考量過的：基性火山岩漿因為粘稠度遠低於酸性火山岩，其岩漿就會沿著裂隙較為安靜地流淌，而後者就會產生較為猛烈的噴發；

與此同時，攝影師也會穿著防護服，在保證自身基本安全的前提下，最終在距離岩漿百米左右的位置進行拍攝。比較常見的防護措施是穿著消防防護服，在隔絕熱量的同時也能夠保證人員呼吸。

更重要的一點是，專業攝影師都會採用長焦鏡頭拍攝，加上拍攝時間多是黑天，加強了岩漿的視覺效果，使最終的攝影作品有一種近在眼前的感覺。但如果你貿然地以你的主觀判斷接近流動的岩漿，那麼你就危險了。

同時採用多種方法最終達到岩漿近在眼前的攝影作品

我們如何確定火山的爆發時間呢

我國火成岩發育帶主要集中在環渤海一圈、內蒙南部和山西河北北部一線、滇川藏的部分地區和兩湖地區。至於火山，或者活火山，中國境內發育就更少了，大概用一雙手可以數清楚，基本就分布在新疆、雲南、吉林和黑龍江等地。目前，我國有據可查的是1951年新疆的阿什庫勒火山噴發，如果不是一個放羊人看到後告訴了新疆日報的記者，可能連這次記錄也夠嗆能留下來。

我國全新世火山分布圖

不僅如此，我國死火山的界定時間定為1萬年，原因就是如果我們界定年限過窄，就差不多隻剩下死火山了。而我們的鄰國日本的界定年限則窄的多，界定年限為200年，按照日本的標準來看，我國需要研究監測的火山就太多了。

目前，我國並沒有設立相應的火山監測和預警機制，在這方面日本、美國等國家做出了巨大的貢獻。特別是美國，憑藉其強大的經濟和技術實力，監測範圍可以涵蓋太平洋和大西洋，面積超過整個地球的一半，並通過火山災害援助計劃（Volcano Disaster Assistance Program）向全球提供火山監測和預警技術。

美國地質調查局火山災害項目分布的網頁截圖

美國通過其五個火山觀測站——阿拉斯加火山觀測站（AVO）、加州火山觀測站（CalVO）、Cascades火山天文台（CVO）、夏威夷火山觀測站（HVO）、黃石火山天文台（YVO）監測其領土及周邊大約170座火山，其中重點監控近期活躍的火山約50座，最終通過美國地質調查局（USGS）向公眾發布有關火山活動的信息和警告。

其預警系統包含兩個部分，第一部分是向民眾的預警部分，包含正常、關注、監測和警告四個等級（見下表）：