无论人类文明在今天发展到怎样的地步,大型自然灾害对于人类来讲仍然是一件非常致命的事件。面对滔天巨浪、大型洪水、地震、 火山 爆发等等,人类显得十分渺小。为什么人类科技在走向太空的同时,却对地球的灾难束手无策?

造成这种问题的根本原因在于我们无法准确地预知未来可能出现的变化,因此缺乏应对方案。被动是造成灾难损失的重要原因,所以灾难监控一直都是世界各国想要掌控的问题。

 大型自然灾害
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大型自然灾害

在中国,除了地震的威胁,最大的不确定因素可能是火山,而且这座火山一旦爆发则十分恐怖。近期监测的频繁活动,或许揭示了新的可能。

为什么火山爆发的威力如此巨大?中国的火山又是怎样形成的?人们是怎样监测到火山活动的?火山喷发我们能做什么?本文将从火山监测、中国火山研究以及火山应急方案来解答这些问题,接下来我们一起看看两千年内威力最强的火山为啥在中国,而它被监测到活动频繁是否说明可能会出现火山喷发?

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火山喷发

休眠中的活火山

中国山脉众多,并且构建了内陆地区的主要地形,这里面不能避开的一个问题在于中国火山的构造。在已知的火山构造中,长白山火山群是国内最大的火山地带,威力最强的火山便是长白山火山。

该火山在构造上处于东北裂谷的最外侧,以敦化密山断裂以东地区,火山主体活动部分主要出现在晚“上新世”。其总面积超过20000平方千米,大大小小的火山分布超过200座,是我国最大的第四纪火山岩分布地带。

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长白山是休眠中的活火山

总体来看,长白山火山以天池火山、图们江火山和龙岗山火山等为主体,其中图们江火山望天鹅火山活动在上新世,喷发活动在中更新世至更新世更早期间。活动最频繁的为天池火山和龙岗火山,这两座火山从更新世开始便一直活动持续到全新世。

另一方面,长白山火山群大部分为溢流式火山,换句话说它们即使喷发也是相对温和的状态,瞬间破坏力没有爆炸式火山那么强大。

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关于火山活动需要知道的一点在于,火山内部连接地幔,行星内核的运动影响着火山,陆地板块的活动同时会反馈给火山。由于西太平洋板块的俯冲运动,在晚白垩纪阶段形成了日本海弧盆地。而新生代时期的中国东部大陆整体处于拉张环境,东北大陆边缘会引发大规模的火山活动。

在过去2000年的历史中,长白山火山有过几次较大的喷发活动。

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一次在南宋时期,根据记载,这次的火山喷发聚集了大量的火山灰,厚厚的火山灰漂移到日本列岛,可能还影响了这一地区的气候环境。

另外两次火山爆发在1668年和1702年,这两次火山爆发都不同程度影响了人们的生活,一时间火山灰覆盖了整个地区,严重影响了人们的生活。此后的数百年里,长白山火山陷入了休眠阶段,休眠的大型火山反而是最危险的,因为人们根本不知道下一次喷发将会是什么时候。

 遮天蔽日的火山灰
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遮天蔽日的火山灰

休眠火山醒了?

我国对火山的研究起步较晚,并且关于长白山火活动的研究主要20世纪末开始。最初的长白山火山监测主要通过建设气象站分析气象数据来观测长白山的活动。

1999年到2002年,长白山火山地震的次数开始逐年增加,并在2002年达到了470次。此后的8年里,长白山火山的活动变得越来越频繁,2003年时的火山地震甚至达到了1293次。

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根据长白山站地震观测台的数据分析,中等级的火山地震活动是最常出现的活动强度,活动地带主要集中在天池火山口。火山的活动还会反馈在水流的活动中,科学家对长白山的流体研究发现,火山附近的水流活动和逃逸气体已经证实火山处于活动之中。

过去几年里的长白山火山活动监测资料都已证明,长白山天池火山区存在明显的异常情况。但科学家当时把这种异常扰动定义为“初始扰动”阶段,并对其继续观察中。

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但是长白山火山数百年来一直处于休眠期,并且在2006年后的活动有所下降,因此当时的数据便没有获取更多。不过近来长白山火山的活动重新引起了科学家们的注意。

2020年的监测记录显示,长白山天池火山开始出现新的火山地震信号,长周期火山地震和构造型地震是火山活动的主要表现。该信号是自2002~2005年后,长白山火山带新的扰动信号。

 长白山近来出现新的火山地震信号
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长白山近来出现新的火山地震信号

过去的火山喷发事件从火山构造和时间年限来看,活跃的新火山并不多,但长白山这样的新生代复合型火山过去10000年的时间里喷发多次。而且长白山火山带还很年轻,这意味着它的发育随着地球活动可能会变得更加频繁。

长白山最危险的地方在于它是一座爆炸式的复合型火山,如同前文所讲,多个地层活动和组成共同构建了复合火山的主体。由于这种结构的火山汇聚了大量的二氧化硅,因此 岩浆 会更加粘稠,爆炸式的喷发会瞬间产生大量的灰烬,历史中记载的这种火山喷发都造成了大量损失。

 长白山火山是复合型爆炸式火山
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长白山火山是复合型爆炸式火山

过去十多年的监测观察表明,长白山的聚龙泉便是火山活动最好的证明,随着火山活动的造山运动,天池的轮廓也越来越明显。同样的发现还有国际地质学家的发现,从2002~2007年期间,天池周围的水温出现变化,长白山的活动可能有复苏的迹象。

日本东京大学的教授谷口宏充曾经也表示,受到日本311大地震的影响,长白山在2019年后的喷发几率会越来越高,2032年底的喷发概率甚至会达到99%。

 日本地震
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日本地震

我国长白山地震监测站尽管显示了大量疑似火山活动的信号,但从这些火山地震震群活动的机理,以及是否指示火山活动转向扰动还需要进一步的研究。

也就是说,综合过去十多年的研究,长白山火山带的活动是不可置疑的事实,但它究竟是否爆发目前还不明确。可如果这座火山真的爆发了会怎样?

 人们推测长白山火山未来有可能喷发
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人们推测长白山火山未来有可能喷发

火山喷发会怎样?

首先火山喷发后会出现大量的有毒有害气体,它们主要由蒸汽、二氧化碳和硫化物组成,并且还有大量的岩浆流出地面。富含二氧化硅的火山喷发物会形成新的岩浆会合体,特别是俯冲板片的地幔中,分级结晶会进一步富集二氧化硅中的岩浆。

火山喷发的同时往往还伴随着地震活动,火山地震的出现可能会在一定程度上改变长白山的地质构造,并且形成新的地貌。

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火山喷发模拟图

同时,喷发出来的气体能够达到平流层,由此形成硫酸气溶胶,这将会反射太阳辐射并显著降低地表温度。

大量的火山灰同样也会覆盖大气层,并且严重影响日常天气。厚厚的火山灰将会扰乱正常的航班飞行,甚至停运。另一方面,由火山灰和硫酸气溶胶造成的气候异常还会影响农业生产和社会活动。

 火山喷发会对大气以及日常天气造成很大影响
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火山喷发会对大气以及日常天气造成很大影响

不过火山爆发也不完全是坏事,如果火山喷发较为温和,人类由此受到的损害会更小。而地球深处的矿物和化学元素将被带至地面,例如金属矿石和火山岩。

但总的来讲,火山喷发对人类社会造成的危害会更大,并且会在短期内严重干扰正常的社会运作,如果是小型国家很有可能遭此重创一蹶不振,此前的汤加火山爆发就是一个很好的例子。尽管中国如今在经济实力方面有着较强的抗风险能力,不过这种大型自然灾害造成的损失仍不可忽视。

 汤加火山爆发影响严重
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汤加火山爆发影响严重

现在对于火山喷发的结论还为时尚早,但过去我国在长白山建立起的观测站已经获得了大量可分析数据。未来在自然控险方面将会时刻紧盯着这座活火山,无论它是否表现出更强幅度的活动,未来清晰的变化一定会有一个行之有效的避险方案。