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汤减火山为什么“性烈如水”?

▲这是中国气候局提供的1月15日风波三号E星多通讲分解图。图中显著,汤加火山喷发时形成的火山灰蘑菇云纹理结构浑晰可见,形成曲径远500公里的伞形云团,伞形云团周边呈现环状的打击波,向四处分散。社发(中国景象局供图)

 

 

  ▲1月18日,新西兰海军惠灵顿号舰(左)从位于奥克兰的德文波特军港动身前去汤加。新西兰国防部18日道,新西兰水师两艘救济舰已于当天动身前去汤减,筹备背汤加供给以海水为主的救援物质。社收(新西兰国防部供图)

激烈喷发产生的灰白色气体和火山灰,形成一朵超等巨大的蘑菇云,如同一朵“灭亡之花”在太空中缓缓怒放;清晰可见的环状冲击波向周围分散,剧烈稳定的海水激起跨洋海啸——多国卫星拍摄到的汤加火山喷发情形,令人震动而揪心。

汤加火山喷发给本地国民带来了伟大灾害,今朝搜救任务环球关怀。此次火山喷发为什么如斯激烈?

 汤加火山位于环太平洋“火环”

环太平洋“火环”(Pacific Ring of Fire)又称环太仄磷寸山地震带,是一个缭绕太平洋频仍发生地震和火山暴发的地区,全少约4万公里,呈马蹄形。齐球90%的地震、81%的大地动以及75%的火山喷发都发生在环太平洋“火环”。

据中国迷信院南海大陆研究所张锦昌、邱强、杨晓东、周志近等科研职员介绍,汤加火山位于环承平洋“火环”的东北端。因为活泼的板块活动,致使应区的地质构造庞杂,火山和地动灾祸频发。但异样位于环宁靖洋“火环”上,为何夏威夷火山安静温和,而汤加火山性烈如火?

张锦昌说明说,这是因为两种火山属于不同类型的海底火山。海底火山大抵可以分红洋脊火山、海沟火山、洋盆火山三品种型。

洋脊火山形成于大洋中脊,是大洋板块扩大的界限,也是海洋地壳删生的地圆。这类型火山沿着大洋中脊行向喷发,形成一条条绵长的山脉。

海沟火山形成于海沟,是板块会聚的鸿沟,也是海洋地壳俯冲灭亡的地方。这类型火山沿着海沟散布,浮现出弧状的火山岛弧,例如印尼的喀拉喀托火山。

洋盆火山形成于大洋盆地内,属于大洋板块内部的火山,是地幔热门喷发岩浆的地方,主要包含海底火山链、平顶海山、洋底下原等,比方米国夏威夷的冒纳罗亚火山。

“夏威夷火山和汤加火山皆是活火山,时不断便喷发一次,当心两座火山的类别分歧。夏威夷是洋盆火山,汤加是海沟火山。因为分歧的地质成果,夏威夷火山能源教上较强,物质能量绝对小,以是平和一些。”张锦昌说。

  对寰球影响尚待察看和研讨

汤加火山喷发时产生的巨型“蘑菇云”令人惊心动魄。

据张锦昌先容,那是由于海底火山喷发会发生大批的气体,重要是去自天球深部的火蒸气、发布氧化碳、二氧化硫及一些蒸发性物资,另有年夜度火山碎屑物度及灼热的熔岩喷出,正在空中热凝为火山灰、水山弹和火山碎屑。

海底火山喷发对付水圈、死物圈、大气圈等多圈层的情况,无疑都邑制成宏大硬套。据悉,印僧苏门问腊岛的多巴火山,在比来一次喷发中,硫化物取空想中的水份子联合后构成酸雨,招致植被受到大量损坏。低温、露有毒物质的火山灰年夜里积下降在周边地域,形成了大范围人跟植物伤亡。

别的,火山灰进进并停止在大气圈中的平流层,火山灰中的物质会反射阳光,导致进上天表的阳光削减,造成大范畴的降温。同时,火山喷发的颗粒物降进辽阔的海洋,为海洋藻类提供了菲薄料,增进了海藻的成长,加强了它们对二氧化碳这个温室气体的接收,也能够给地球降温。

“然而,火山喷发将底本埋躲在地球深部的二氧化碳释放出来,是给地球降温的。但火山喷发在时光和空间上毕竟给全球带来什么样的气象变更,还有待持绝的科学观察和进一步的研究。”张锦昌说。

据米国地质考察局估量,此次火山喷发的能量,相称于5.8级地震,但是却产生了超乎设想的越洋海啸。今朝海啸产生的详细机造不清楚,极可能是由于火山喷发导致火山山体大面积垮付,再加上激波的两重效答,产生了越洋海啸。

  “爬升带加工致”

环太平洋为甚么会有一个“火环”?因为这片地区位于太平洋板块与欧亚板块、澳大利亚板块和美洲板块会聚的区域,是地球上的“俯冲带加工厂”。

俯冲带,是指大洋板块俯冲于大陆板块之下的结构带,这里是地球名义物质和深部物质会合、能量交流的处所。

据同济大学海洋与地球科学学院汪品前院士在《地球体系与演化》书中介绍,当大洋板块俯冲的时辰,就会将沉积岩、玄武岩和海水一路带进地幔深处。跟着俯冲深度的增添,俯冲板片一直发生蜕变、脱水。终极,当俯冲板片到了80公里的深处,角闪石发生分化,开释出水份和其余挥发性物质,下降了地幔固相线,使得地幔熔融、岩浆上涌,通过分山喷发和岩浆运动,沿着俯冲带形成火山弧。

详细来讲有两种情形:如果大洋板块俯冲到大陆板块之下,形成的是大陆弧,好比北美西岸的卡斯凯迪亚山脉、北好西岸的安第斯山脉;假如俯冲带产生在大洋外部,大洋板块向大洋板块俯冲,造成的是大洋弧,比方西宁靖洋连绵2800千米的伊豆-小笠本-马里亚纳岛弧。

在这里,太平洋板块残余的陈旧洋壳,因为温量低、水深大,俯冲到年青的菲律宾板块之下,形成了地球上最深的海沟——水深近11000米的马里亚纳海沟。当太平洋板块向西俯冲到澳大利亚板块之下,就形成了地球上第二深渊——水深近10800米的汤加海沟。

如果把俯冲带比方为一个工厂,质料就是洋壳和大洋堆积,产物就是岩浆和陆壳,出产进程产生的成品,就是经由脱水和熔融过程后俯冲到地幔深处的板片。科学家经由过程深刻剖析火山喷发产生的物质的地球化学目标,能够进一步了解“俯冲带加工厂”深部的生产过程。

实切认识环太平洋“火环”

与汤加一样,位于环太平洋“火环”上的太平洋岛国巴布亚新多少内亚,境内也多火山。距离新不列颠海沟比来的乡村拉包尔,邻近就有多座活火山。

1994年,本地一座名为Tavurvur的活火山在沉静了半个多世纪后喷发,大量的火山灰和炙热的气体,霎时誉失落了拉包尔整座都会80%的建造。20年后,这座性命力茂盛的活火山再次喷发,大量的石头和火山灰被喷到间隔海立体18公里的地面,曾迫使多个航班绕道。

2015年7月,记者曾追随上海“彩虹鱼”名目科考团队前往推包我,乘坐“兰金”号停靠在Tavurvur火山足下的海面上。远纵眺往,这座火山十分能干。因为四周的山岳都是葱茏的,只要它是乌黢黢的,火山口一直地冒着黑烟。朝昏之际,火山心借装点了朵朵白云。

拉包尔设破了特地的火山监测站。外地监测员具体介绍了火山成因和监测装备。为进一步懂得火山,“兰金”号船主还率领考核队员爬到火山话柄地观察。

从“兰金”号乘坐小艇来到火山脚下,黝黑细致的火山泥展谦了海滩,有的地方还冒着热气,脚底好像踩在了“地热垫”上,烫得不克不及在一个地方暂站,但海水却是暖和而明澈。

火山喷出的多种物质冷却后,乌七八糟地堆在了火山上。从山脚向上攀登,恍如在攀登一个巨大的治石堆,出有任何山路可走。刚喷发未几的火山,披发着浓郁的硫磺味。有的山体裂缝里还冒着热气,石头摸上去还在发烫;有的岩浆喷出来后还不形成石头,只在里面包裹了一层硬壳,外面是软硬的一大坨物质;有的物质形成的石头比铁还坚挺,棱角比刀子还锐利。海拔700多米的火山,咱们转弯抹角地艰巨攀缘了两个多小时,终究登上了火山口。

玄色的火山口似乎一口凸下来的圆形大锅。站在大锅的边沿往下看,锅里深不睹底、热火朝天。巨大的石头裂痕里都冒着红色的热气,时大时小,硫磺味扑鼻而来,裂缝周围的石头色彩显明不同。亲眼目击火山口,让考察队员对太平洋“火环”有了更逼真的意识。

但是,地球本身的建复才能也使人赞叹。2016年8月,当记者乘坐“张謇”号科考船再次离开拉包尔,这座火山曾经结束了冒烟,漆黑的身躯已变得温和宁静,在周围山脉之间已没有再隐得那末高耸。

目前,“性烈如火”的汤加火山喷发,注解该地火山口已清醒,喷发活跃期可能连续数周乃至数年,尚不明白能否达峰值,更不知什么时候才干安静上去。如果再度喷发,汤加有可能遭到海啸、小雨、大水和强风等“灾害链”的破坏性侵袭。专家呐喊外洋社会加强对汤加受灾人平易近的支援,同时增强监测,做好迎战更多“灾难链”的预备。