冰島的下一次火山爆發即將發生嗎?

一系列地震和地殼運動揭示了岩漿正在向地表移動,如果到達地表就會噴發

編者按:以下文章經對話網授權轉載,該網站是一家報道最新研究的線上出版物。

冰島氣象局在週末報告了數百次地震後,已將巴爾扎邦加(Bárðarbunga)火山的噴發風險提高。風險等級已設定為橙色,這是五級風險等級中的第四高等級。

我們在此請開放大學的火山學家戴夫·麥加維解釋我們需要了解的內容。


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我們應該擔心嗎?
我們早就知道巴爾扎邦加會有所動作——我們只是不知道會是什麼。由於它被冰覆蓋,我們依賴儀器來揭示它的行為。

現在它已經開始活躍,它正在給我們提供有關它即將做什麼的線索。從地震和地殼運動的模式中可以看出,有兩個區域岩漿正在向地表移動,如果到達地表就會噴發。但是,在撰寫本文時,尚不確定這將是一次溫和的噴發還是一次猛烈的噴發。

無法預測噴發何時會發生,但我們應該會提前幾個小時收到通知。對航空旅行的好訊息是,這兩個區域都遠離主火山的中心,這使得噴發產生導致中斷的細小火山灰的可能性降低。

噴發會是什麼樣子?
至少,岩漿會停留在地殼中並形成侵入體。我們可能永遠不會看到任何表現,除了在儀器上。但是,如果岩漿確實突破地表,那麼噴發多少岩漿以及它上面的物質將決定噴發方式。

如果它位於厚冰層(超過400米厚)之下,並且沒有太多岩漿湧出,那麼將在冰川底部堆積火山岩。這會融化大量的水(在理想條件下是岩漿體積的14倍),我們可能會看到冰面凹陷。這將為一條主要河流增加水,並導致下游洪水。

如果它位於厚冰層之下,並且大量岩漿沿著裂縫噴發,那麼我們將看到1996年吉爾普火山噴發的重演,噴發的岩漿會在數小時內融化出一條通往冰面的通道,並形成噴發柱。與2011年格里姆斯沃滕的大規模噴發柱相比,這將是一個小噴發柱,並且由於顆粒不會廣泛擴散,因此對航空旅行的影響較小。

如果岩漿在冰川邊緣外突破地表,那麼當上升的岩漿遇到冰川邊緣前陸地上的含水沉積物時,可能會發生小型但強大的區域性爆炸。可能發生爆炸是因為將水蒸發為蒸汽會導致體積膨脹一千倍以上。在水被耗盡或岩漿與水分離後,預計會出現正常的裂隙噴發。

我強調以上是我目前認為最有可能的情況。“最可能”的情況可能會隨時改變。這是預測鮮為人知且偏遠火山噴發的樂趣和挫折的一部分。

最壞的情況是什麼?
這是巴爾扎邦加火山發生重大火山構造事件的開始,該事件可能會進一步向西南發展。這是一個令人擔憂的問題,因為在西南部存在著一些裂縫,這些裂縫自大約9000年前冰融化以來產生了冰島最大量的熔岩流。

這些裂縫長達100公里,並且在西南方很遠的地方,它們會引發托爾法約庫爾火山的噴發。托爾法約庫爾火山恰好擁有大量粘性岩漿,這些岩漿可能會爆炸性噴發併產生大量細火山灰。上次噴發發生在1477-1480年,僅產生了兩次熔岩流和輕微的爆炸。但是,在此之前的約公元874年的噴發產生了爆炸性的噴發柱,該噴發柱遍佈冰島大部分地區。

巴爾扎邦加的西南方還有幾條河流,這些河流產生了冰島大部分的水力發電,而且該地區的裂縫噴發可能會造成大問題。冰島人早就知道這種可能性,並且已經制定了具體的計劃,以應對這種情況的發生。

我強調我們尚不知道這是否是一次孤立的事件,還是更長時間和更大規模的火山構造事件的開始。可能需要數年時間才能確定。但是在未來的某個時候,巴爾扎邦加的西南方將會發生一次主要的裂縫噴發——我們只是不知道何時發生。

這會是另一次埃亞菲亞德拉冰蓋火山爆發嗎?
埃亞菲亞德拉冰蓋火山的噴發嚴重擾亂了歐洲的航班。但是,重要的是要注意,如果一切條件相同,如果明天發生類似於埃亞菲亞德拉冰蓋火山的噴發,那麼對航空交通的干擾將會小得多——航班取消量將不到2010年的一半。

這主要有兩個原因。首先是舊的飛行規則——避開所有火山灰——已經放寬,因此飛機現在可以在空中存在一些(但不要太多)火山灰時飛行。其次是氣象局修改了其估計大氣中火山灰濃度的模型,因此我們現在可以更確定有多少火山灰以及它在哪裡。

如果發生不尋常的事情,並且大量岩漿開始在巴爾扎邦加的中心內上升,那麼可能會發生大型爆炸性噴發,產生火山灰。好訊息是,我們對這種爆炸性玄武岩噴發有了更好的瞭解,因為我們在2011年格里姆斯沃滕有過一次經歷。

為了提供背景,格里姆斯沃滕是冰島自1918年卡特拉火山噴發以來最強大的爆炸性噴發,其威力大約是埃亞菲亞德拉冰蓋火山的100倍。與2010年埃亞菲亞德拉冰蓋火山相比,2011年格里姆斯沃滕在十分之一的時間內產生了兩倍的火山灰。

我們很幸運地經歷了2011年格里姆斯沃滕,因為風向和新的飛行規則的結合意味著對航空旅行的干擾要小得多。在歐洲,2011年大約90000個航班中只有大約900個被取消。相比之下,在埃亞菲亞德拉冰蓋火山2010年噴發期間,大約有94000個航班被取消。

為什麼埃亞菲亞德拉冰蓋火山如此糟糕?
2010年埃亞菲亞德拉冰蓋火山爆發是一場“完美的火山風暴”。它的壽命異常長,約為39天,而冰島大多數爆炸性噴發僅持續幾天到一週。它產生了異常高比例的最容易長距離運輸的細火山灰。乾燥的天氣意味著火山灰沒有被“沖刷”出大氣層,並且盛行風幾乎直接將火山灰帶到英國和西歐。我們有舊的“空中出現火山灰,所以你不能飛”的飛行規則,這使得一切都停飛了。最後,舊的氣象局模型略微高估了空中火山灰的濃度。

任何有知識的火山學家都不會建議將西歐的火山灰雲緩解計劃建立在2010年埃亞菲亞德拉冰蓋火山爆發的重演之上,因為這種情況極不可能發生。像2011年格里姆斯沃滕那樣,短時間但強大的火山灰注入大氣層更為典型。

戴夫·麥加維不為任何可能從本文中受益的公司或組織工作、諮詢、擁有股份或接受資助,並且沒有相關的隸屬關係。

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