为什么怀特岛火山会突然喷发？
2019年12月10日 15:07
新西兰先驱报中文网 Angela 编译 发生这一切只需要几秒：压力以超音速释放后，将火山灰洒向了3.6km的高空，由此产生的飓风般的气流“轰炸”了整个怀特岛。
昨天发生在怀特岛的火山喷发，实际是受到了蒸汽驱动，这类喷发又被称为水热爆炸或蒸汽喷发。
火山
怀特岛是太平洋里伸出的一块锯齿状岩石，距离Whakatane海岸20公里。但在海面以下隐藏的是一座层状巨型火山，由火山喷发碎屑（Tephra）和安山岩熔岩流构成，距离海底1.6km。
150000年来，这座火山一直在“长高”：在内部岩浆房的助推下，熔岩流顺着导管涌出，冷却后形成火山岩堆积在火山口。喷发过程中产生的气体，会随着岩浆一起涌向地面，溶入并且加热火山所在区域的地下水。抵达地面后，这些气体可能会造成眼睛刺痛和呼吸困难：火山喷发一天可以产生2000吨二氧化碳和800吨二氧化硫。
图片自NZ Herald
本次喷发的怀特岛宽2km，高321米，其实就是一个主火山口，火口底距离海平面还不到30米。1970年代中期至2001年是怀特岛火山几百年来最活跃的时期，期间出现了一系列喷发。2012年怀特岛再次喷发，也标志着另一个活跃期的到来。昨天的喷发也是自1930年代来规模最大的一次。
喷发
怀特岛最大的危险在于，这个岛能够随时发生爆炸性的喷发。
奥克兰大学火山学家Shane Cronin认为，主要原因在于怀特岛的岩浆房非常浅，以及喷发出的热量和气体与山顶地表水和地下水的相互作用。
“在这些情况下，过热蒸汽状态下的水被困在岩石的孔隙中。任何外部变动，比如说地震，来自于地底的气体，甚至湖水水位的变化可能都会打破这个微妙的平衡，向这些被困的水分施加压力……这也会导致蒸汽驱动的火山喷发，也被称为水热爆炸或者蒸汽喷发。这种喷发可能会瞬间发生，几乎没有预警信号，” Cronin称。
喷发过程中，水膨胀成蒸汽的速度可能会超过音速——液体可能膨胀到原始体积的1700倍，这种能量的爆炸性释放足以击碎巨石，炸开火山口，向火山口附近数百米乃至3km处射出岩石碎块和灰尘。
这种蒸汽驱动的火山喷发会伴随着加热石块和灰尘的喷出，以及从火山口涌出的充满湿灰尘和碎屑的飓风般的气流。
GNS火山学家Steve Sherburn则表示，这个压力突然下降的过程就像是打开一瓶汽水，或者把香槟的软木塞拔掉。
监控
Cronin表示，蒸汽喷发的监测和预警一直都是“巨大的挑战”。无论大家多想预测这类火山喷发，但一般情况下是做不到的。为了应对这类火山喷发，很多系统已经准备得非常充分了，但大家对触发因素的了解其实非常有限。
怀特岛火山此前出现过二氧化硫气体增加和火山微动，这些都可能是内部岩浆房上升的外在表现。根据新西兰火山预警指数系统，该岛之前被归为“等级二”，意味着“中度到略有增强的火山活动”。
然而，火山即将喷发的警示信号，往往只会在喷发前几分钟乃至几秒内出现，Cronin表示，“我们预测火山喷发的唯一希望，就是记录水热系统中蒸汽和液体压力，了解它们的长期行为，并判定出超临界状态”，这个过程里不存在什么简单直观的标准，而且每一个水热系统都是不一样的。
在当前的技术水平下，这种系统似乎没有什么逻辑可言：蒸汽式火山喷发前出现的预警信号基本上是少之又少。这种喷发并不是由于岩浆房导致的，而是蒸汽；在我们现有的监测系统下，要想跟踪蒸汽要难得多得多，Cronin称。
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