水火本不相容，降雨為何會(huì)引起火山噴發(fā)
本報(bào)記者 張景陽 張?zhí)N
近日，國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志發(fā)表了一篇由美國(guó)科研團(tuán)隊(duì)撰寫的論文，稱極端降雨會(huì)激活深層巖漿運(yùn)動(dòng)、改變火山活動(dòng)性，2018年的基拉韋厄火山大規(guī)模噴發(fā)，很可能就是由這種極端降雨觸發(fā)的。
提到基拉韋厄火山大噴發(fā)，至今還有不少人心存余悸。2018年4月末到8月初，位于夏威夷島東南的基拉韋厄火山出現(xiàn)了此前至少200年內(nèi)最大的噴發(fā)。在此期間，這座火山噴出地表的巖漿總量足以裝滿32萬個(gè)奧運(yùn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)游泳池，滾燙的巖漿覆蓋了35.5平方公里的土地。
我們都知道，降雨有助于撲滅火災(zāi)，那為什么極端降雨反而可能引起火山噴發(fā)呢？
大量雨水可削弱火山結(jié)構(gòu)
基拉韋厄火山海拔1247米，頂部的噴火口是一個(gè)橢圓形洼地，最大直徑為4024米�！盎f厄火山是現(xiàn)今世界上最為活躍的火山之一。資料顯示，基拉韋厄火山活動(dòng)最早的文獻(xiàn)記載可追溯到1820年�！鼻嗪Ｊ〉刭|(zhì)調(diào)查院院長(zhǎng)、自然資源部科技領(lǐng)軍人才王秉璋介紹說。
火山噴發(fā)是如何出現(xiàn)的？“簡(jiǎn)單來說，要具備3個(gè)基本條件，一是地下有巖漿，二是在巖漿上面應(yīng)該有個(gè)通道，三是要有促使巖漿上涌的動(dòng)力，否則地下即使有巖漿也不一定會(huì)噴到地表來。”王秉璋進(jìn)一步解釋，從專業(yè)角度而言，火山爆發(fā)的具體條件應(yīng)該包括部分熔融體的形成、巖漿在地殼中富集后出現(xiàn)的物理化學(xué)變化過程、巖漿富集區(qū)域?qū)r漿通道形成的促進(jìn)作用、巖漿上升過程中受到壓力梯度與浮力的雙重驅(qū)動(dòng)。據(jù)此來看，美科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)所稱的“極端降雨”因素似乎并不在這些基本條件之中。
那為何美國(guó)科學(xué)家認(rèn)為極端降雨會(huì)對(duì)火山活動(dòng)產(chǎn)生影響呢？事實(shí)上，針對(duì)極端降雨與火山噴發(fā)的因果關(guān)系，科學(xué)家一直在進(jìn)行研究，如英國(guó)東英吉利大學(xué)學(xué)者對(duì)蒙特塞拉特地區(qū)的火山進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)后發(fā)現(xiàn)，有多次統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，降雨會(huì)對(duì)火山活動(dòng)有所增強(qiáng)。學(xué)者們認(rèn)為，火山穹丘(高粘度熔巖堵塞火山口而形成的穹窿狀火山錐)崩塌會(huì)增強(qiáng)火山活動(dòng)性，而雨天會(huì)使這種崩塌的可能性從1.5%增加到16%。此外，還有學(xué)者提出，大量雨水滲透進(jìn)火山地表下，可以使孔隙壓力在火山噴發(fā)前夕和噴發(fā)期間上升至最高水平。
王秉璋表示：“研究表明，大量雨水的下滲削弱了火山的結(jié)構(gòu)，使巖漿得以進(jìn)入，存在誘發(fā)火山噴發(fā)的可能。有統(tǒng)計(jì)顯示，從1790年開始，基拉韋厄火山將近60%的火山噴發(fā)發(fā)生在雨季，不過噴發(fā)時(shí)間比旱季短。據(jù)此可以推斷，降雨活動(dòng)與基拉韋厄火山歷史上的噴發(fā)存在一定的聯(lián)系。
滾燙巖漿不會(huì)被水“澆熄”
目前，地球上四大火山帶為環(huán)太平洋火山帶、大洋中脊火山帶、東非裂谷火山帶和阿爾卑斯―喜馬拉雅火山帶。
大多數(shù)海底火山都是在大洋中脊上發(fā)現(xiàn)的，隨著地殼運(yùn)動(dòng)，構(gòu)造板塊進(jìn)行著緩慢分裂，使得相對(duì)較淺的巖漿庫(kù)中的巖漿從裂縫中滲出，還有一些周期性沖破地殼的深地幔柱形成了一系列火山。有統(tǒng)計(jì)資料顯示，地球上目前有1500座活火山，即在過去1萬年間至少噴發(fā)過1次的火山。位于大洋底部的活火山有近1000痤，陸地上大約有500座。
青海省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局總工程師、俄羅斯自然科學(xué)院外籍院士潘彤告訴記者：“我們不能說全球范圍內(nèi)的火山噴發(fā)都會(huì)受極端降雨影響。因?yàn)榇笱笾屑沟貐^(qū)位于水下的火山，就不會(huì)受到降雨影響，地殼運(yùn)動(dòng)才是最終導(dǎo)致火山噴發(fā)的主因。”
潘彤認(rèn)為，極端降雨天氣是在特殊地區(qū)、特殊氣候下誘發(fā)火山噴發(fā)的一個(gè)重要因素，但這不代表極端降雨可以引起所有的火山噴發(fā)，氣象因素與火山噴發(fā)的關(guān)系還需要進(jìn)一步的研究。
“水火不容”的常識(shí)很容易讓人發(fā)出“滂沱大雨是不是能夠澆滅火山噴發(fā)”的疑問。
專家稱，水能滅火，是因?yàn)樽韪袅巳紵璧难鯕�。而火山所噴發(fā)的巖漿，與我們常見的燃燒的火并不相同，巖漿看起來像在燃燒，是因?yàn)樗臏囟忍吡耍蠹s在900℃到1400℃左右。而且?guī)r漿是由高壓形成，不需要氧氣，所以再多的水也只能降低巖漿的溫度，不會(huì)“熄滅”火山噴發(fā)。
再者，極端降雨也無法與火山噴發(fā)所產(chǎn)生的巨大能量抗衡。潘彤進(jìn)一步分析說：“以冰島附近瑟爾塞島的火山為例，它平均每次噴發(fā)的威力達(dá)到了20000—40000噸TNT炸藥爆炸當(dāng)量，基拉韋厄火山噴發(fā)的能量還要比這大得多。想要阻止火山噴發(fā)降雨顯然是螳臂擋車。但是，雖然無法澆滅噴發(fā)的火山，極端降雨卻可以在一定程度上控制火山灰的污染。”
