紐西蘭懷特島火山為何在毫無預警的情況下噴發

像這樣的蒸汽火山噴發只能提前幾秒或幾分鐘被檢測到

2019年12月9日清晨,在紐西蘭的瓦卡塔尼,懷特島的火山冒出濃煙和火山灰。

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以下文章經The Conversation許可轉載,該網站是一家報道最新研究的線上出版物。

在紐西蘭東海岸的瓦卡里/懷特島發生突然火山噴發後,已確認有5人死亡,18人獲救並受傷(其中一些傷勢嚴重),另有幾人下落不明。


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該島是一個旅遊目的地,週一下午噴發時,島上大約有50人。運營地質災害監測系統的 GeoNet 的火山學家將這次噴發描述為突發性和短暫性的,火山灰柱上升到火山口上方三公里以上。

這段錄影是由邁克爾·沙德拍攝的,他的家人在懷特島噴發前20分鐘離開了那裡。

火山災害

懷特島是紐西蘭幾個隨時可能發生突然爆炸性噴發的火山之一。在這種情況下,岩漿很淺,熱量和氣體影響地表和地下水,形成活躍的熱液系統。

在這些系統中,水以過熱狀態被困在岩石的孔隙中。任何外部過程,例如地震、來自下方的氣體輸入,甚至湖水水位的變化,都可能打破這種微妙的平衡,並釋放對熱量和被困水的壓力。

由此產生的蒸汽驅動噴發,也稱為熱液或潛水性噴發,可能會突然發生,幾乎沒有任何預警。水膨脹成蒸汽的速度是超音速的,液體可以膨脹到其原始體積的1700倍。這會產生災難性的影響。

膨脹能量足以震碎堅硬的岩石,挖掘隕石坑,並將岩石碎片和火山灰噴射到距離火山口數百米的地方。我們知道,在紐西蘭的某些地方,這種噴發將物質噴射到距離火山口三公里以上的地方。

進一步噴發的可能性

蒸汽驅動噴發帶來的預期危害是熱塊和火山灰的猛烈噴射,以及形成從爆炸口散發出的“颶風般”的溼火山灰和粗顆粒氣流。這些在撞擊創傷、燒傷和呼吸道損傷方面可能是致命的。

噴發是短暫的,但一旦發生一次,由於系統重新平衡,很有可能會發生進一步的、通常較小的噴發。懷特島是這種活動的集中地點,但它不是紐西蘭唯一可能發生這種情況的地點。

魯阿佩胡山(火山口湖)、湯加里羅山(特瑪裡和克特塔希)以及北島中部的地熱區都有可能造成此類事件。我們知道,過去100年中,紐西蘭發生了60多次熱液噴發。其中一些造成了人員傷亡。

沒有預警

對熱液噴發的監測和預警是一個巨大的挑戰。我們通常看不到這些噴發即將發生,無論我們多麼希望看到。許多系統已經為這類事件“準備好”了,但觸發因素知之甚少。

一旦事件開始,預警期可能只有幾秒到幾分鐘。我們預測這些事件的唯一希望是跟蹤熱液系統中潛在的蒸汽和液體壓力,並從它們處於超臨界狀態時的長期行為中學習。不幸的是,沒有簡單的規則可以遵循,而且每個熱液系統都不同。

在這個技術和儀器監測的時代,對於此類噴發幾乎沒有預警似乎是不合理的。噴發不是由岩漿引起的,而是由蒸汽引起的,這在我們的當前監測系統中更難跟蹤。

我們在世界其他地區也目睹了幾次致命的熱液災難,例如日本御嶽山2014年的噴發。到目前為止,紐西蘭比世界其他許多地方都幸運。

本文最初發表於The Conversation。閱讀原文

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