冰岛,太难预测了

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( ⊙ _ ⊙ )

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NO.2565- 火山到底喷不喷

文字:严寒

  制图:果栗乘 / 校稿:通麦 / 编辑:果栗乘

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自本月 10 日以来,冰岛格林达维克区域的民众一直笼罩在火山喷发的紧张中。然而近日,冰岛气象局专家哈尔多尔 · 比约恩松称,冰岛火山喷发的风险已经降低,警报虽然仍未完全解除,但已经从紧急状态调回到高风险状态。

科学家们预计,这次不会像 2010 年火山喷发那样对欧洲航空造成广泛的影响,雷克雅内斯半岛下方的岩浆粘度相对较低,这使得气体能够逃逸,减少了爆炸性喷发的可能性。所以火山有可能流动式喷发,也就是岩浆溢出地面,流向海岸,而不是向大气层喷出大量灰尘。

2010 年火山喷发的威力不算很强烈

但产生的 ” 火山灰危机 ” 却影响了多家航空公司及其乘客

毕竟飞机发动机最怕火山灰了

( 图:Wiki)▼

本月 10 日,冰岛民防局就紧急发布公告决定撤离格林达维克区域的所有民众,并随即宣布进入紧急状态。

再往前追溯,自 10 月 25 日至今,冰岛雷克雅未克半岛共检测到超过 35, 000 次地震活动,虽然近期地震活动有所减弱,但仍然保持每天 500 次激增。

震麻了……(底图:en.vedur.is)▼

地震活动频繁的同时,地表也发生了强烈变形,据全球导航卫星系统(GNSS)估算,托尔比约恩山在短短 10 天内隆起约 7 厘米,是青藏高原隆升速率的 10000 倍。

10 月 28 日至 11 月 6 日期间显示近垂直运动的干涉图

(图:en.vedur.is)▼

紧随而来的是,岩浆侵入地壳所导致的地表形变正在放缓,这表明大量岩浆已汇聚在浅层地壳中,并正在向地表移动。之前的这些征兆,已经预示着岩浆随时有可能延地表裂隙的任意位置喷发。

格林达维克地区地面因地震形成的地面裂缝

(这可不是闹着玩的 图:twitter)▼

冰岛究竟为何火山地震频发,本次事态又最终将以何种方式影响到人们的生活?

” 极圈火岛 “:冰岛的前世今生

冰岛,可以称为超级火山岛,是世界上火山密度最高的国家,在仅 10 万多平方公里的岛屿上,密布着近 300 座火山。靠近北极圈的寒冷国度为何会火山林立?

从地图上看,冰岛位于大西洋中部,亚欧板块和北美板块的分界线上。岛屿被一个倒 “Y” 型的深大断裂拦腰截断,这个断裂就是 ” 大洋中脊 “。

” 大洋中脊 ” 是贯穿世界所有大洋的海底火山带,总长约 8 万公里,是地球上最长最大的山系。大洋中脊由于地壳极薄,地幔中的岩石会在较低压力下发生熔融形成岩浆,并快速上涌,使得大洋中脊成为全球火山地震最频繁区域。

岩浆从大洋中脊涌出形成新的洋壳

(底图:wiki)▼

冰岛正是其的一部分,是 ” 大洋中脊 “唯一露出地表的地质奇观。本次事件的主角法格拉达尔火山所属的雷克雅未克火山系,便是大洋中脊 ” 登陆 ” 的第一站。

雷克雅未克半岛上的火山系统▼

也正因如此,冰岛继承了 ” 大洋中脊 ” 火山密布的特征,不夸张的说近六千万年以来冷却的火山熔岩铺就了冰岛的大地,这也造就了冰岛独有的火山地貌。

其独特的火山地貌也吸引着

全球各地的户外爱好者来此旅游探险

(Reynisfjara 黑海滩上的玄武岩石柱 图:壹图网)▼

剧烈的火山活动还为冰岛带来了全球独一无二的地热资源。

开裂的大洋中脊,决定了冰岛的地表相较于其他地方更接近地球内部的炽热岩浆。据国际能源署统计,冰岛是全球可再生能源占比最高的国家,地热为冰岛提供了90% 的供暖和 30% 的电力。同时,冰岛也因此称为了温泉爱好者的天堂。

受此次灾害影响的格林达维克附近就有个

蓝色潟湖地热温泉度假村

现已因为可能发生的火山喷发而暂时关闭

(请问这是天堂吗 图:shutterstock)▼

冰岛坐享火山给予的能源和产业,其危险性也是显而易见的,就好比坐在一个极不稳定的 ” 火药桶 ” 上。在遍布全岛的火山中,活火山,也就是在人类历史时期发生或喷发的火山约占1/6,文字记录喷发次数超过 200 次

然而事实上,本次事件的主角——法格拉达尔火山,并不在通常认为的活火山中。在 2021 年首次喷发之前,他已经沉睡了 6000 年,雷克雅内斯半岛的火山活动也已有 800 年没有活动过。

法格拉达尔火山的喷发标志着

雷克雅未克火山带新喷发期的开始

这说明,雷克雅内斯半岛火山群有再度活跃的迹象。如果真的如此,这对冰岛这个国家是不小的挑战。

前所未有的事件:

火山活跃程度远超前两年

还是先来回顾一下法格拉达尔火山前两次的喷发过程。

2021 年 3 月 19 日,在经历了 5 万 3 千余次地震后,发生了持续 6 个月的超长岩浆活动。2022 年 8 月,火山再次爆发,虽仅持续了三周,但强度已经是 2021 年的5-10 倍,每秒喷出约 20-50 立方米的岩浆。可见,法格拉达尔火山在频繁活动的同时,实力也在提升。

动图感受一下 21 年火山喷发的情况

(图:YouTube)▼

而本次火山活动已观察到的岩浆运移量已远远超过 2022 年爆发时观察到的最大岩浆量。令人不安的不止有岩浆量的不同寻常,岩浆的积聚速度同样令人惊叹。据冰岛气象局测算,岩浆平均流入量约 5m3/s。

冰岛气象局火山灾害协调员萨拉 · 巴索迪表示:” 这一过程的速度,以及到目前为止我们在雷克雅内斯半岛上看到的岩浆量或流入率,我们现在看到的是一个前所未有的事件。”

10-11 号的地表形变数据

在一天之内,火山隆升了 1 米多

(图:Icelandic Met Office)▼

究竟是什么让本次事件如此紧迫,如此大量的岩浆又从何而来,这些岩浆为何运移速度加

这与冰岛另一个形成环境紧密相关,即 ” 地幔柱 “,这是形成大洋火山的另一种重要成因。人们所熟知的夏威夷群岛的火山,就是 ” 地幔柱 ” 成因的。

地慢柱上升并造成火山喷发

而板片在缓缓移动

便形成了夏威夷群岛长串的火山链▼

地幔柱是地球中深部地幔与浅部发生物质和热交换的一种方式,较热的岩石从地幔底部一路垂直上升至地幔顶部,由于压力降低,地幔柱顶部的岩石会发生熔融,形成的岩浆侵入地壳进而喷出地表。冰岛地下,恰恰存在一个这样的 ” 柱头 “。

由 NAT2021 拍摄的冰岛地幔柱 3D 图▼

据地质学家观测,冰岛地幔柱正在重新活跃,并正在形成冰岛地区第二次大规模的岩浆活动。要知道冰岛本身就是由第一次大规模岩浆活动形成的。

地幔柱将大量的深部地幔物质带至近地表并发生熔融形成大量岩浆,叠加大洋中脊带来的软流圈地幔熔融形成的岩浆,使得冰岛地下存在巨大的岩浆储库源源不断的岩浆供给

冰岛的地下,” 暗流涌动 “

(图:壹图网)▼

让我们把视线聚焦法格拉达尔火山。前两次的火山喷发作用,使岩浆将找到了最有效的上升路径,并打通了岩浆通道。聚集在雷克雅未克半岛下方大量的岩浆会主动向低压区域,也就是地壳裂隙中汇聚,这大大提升了岩浆运移的效率。

由模型计算得出区域内岩浆长约 15km

位于地下约 800 米的深度

其次,” 地幔柱 ” 成因的格拉达尔火山不同于与俯冲作用相关的火山活动,其形成的岩浆二氧化硅含量普遍偏低,成分以玄武质熔体为主,岩浆黏性弱,从而具有较高的运移速率。

同时,这样的岩浆性质也使得格拉达尔火山岩浆以宁静和缓的方式溢流出地表,而不具有极强的破坏性。

此外,岩浆中挥发分(如水、CO2、H2S、SO2、HCl、HF、H2、N2、Ar、CH4、CO 等)的提升也会大大增加岩浆的运移速率。本次喷发前岩浆的快速移动极有可能说明,岩浆中的挥发分含量高于前两次喷发

参考七月法格拉达尔山东北部的火山喷发

情况或许类似

(图:Flickr)▼

这些大量的挥发分会在喷发时瞬间释放至大气中,虽说这个体量的 CO2 并不会导致全球性的气温变化,但也足以对小范围内的环境造成影响。

比 CO2 影响更大的是硫化物、氟化氢及其衍生剧毒物。由于格拉达尔火山所在的 Geldingadalur 山谷是一个无人居住的隐蔽山谷,不仅基本上无人居住,而且也没有重要的基础设施,这就使得前两次的喷发并没有破坏和影响居民安全和设施。

但倘若本次岩浆活动释放出比从前更大量的硫化物、氟化氢及衍生出的剧毒气体,情况则不容乐观。

其影响范围会有多大,将难以预计

(底图:Google maps)▼

火山喷出的 SO2 和 H2S 气体会造成温室效应,导致火山口附近地表温度快速上升,它们还会随喷发柱上升进入大气圈,形成硫酸气溶胶。这些硫酸气溶胶会与同时上升的卤化物气体(如 HCl 和 HF 等)一起形成酸雨

火山喷射气溶胶和气体的示意▼

酸雨破坏力与火山喷发释放的有毒、酸性气体量呈正比,严重时会对动物包括人的皮肤、眼睛和呼吸系统以及大地上一切设施造成破坏。这将是对冰岛当局的严峻考验。

全球性火山活动越发频繁,

本质是气候的自我调节

虽说前文中提到了很多本次火山作用带来的威胁,但事实上地球足够大,即使是一次强烈的火山作用也不会对地球环境造成影响。但,倘若是全球性的活跃呢?

据全球火山系统网站的统计,现今正在喷发的 46 座火山中有 31 座起始喷发于 2014 年之后。近一个月,更是发生了包括意大利埃特纳火山、印尼杜柯诺火山、喀拉喀托火山及巴布亚新几内亚乌拉文火山在内的至少 4 次火山喷发。

地球表层环境和气候变化或许是影响和触发高纬度火山喷发的 ” 罪魁祸首 “。当大量冰川融化后,原先冰川施加给岩浆、地壳板块的压力会减轻或转移,从而导致它们变得不稳定。

截至 2023 年 10 月 11 日

全球总共有 46 座火山处于持续喷发状态▼

上下滑动– 处于持续喷发状态的火山列表

(图:GVP)▼

大规模的冰川融化会加剧火山活动。有研究表明,与较早的寒冷冰期相比,末次冰期结束后的平均喷发率高达 100 倍,即冰盖较厚时,火山喷发较少。简单说,气温越高,极圈火山喷发可能性越大

但这些火山在带来一系列灾害的同时,却事实上的降低了全球温度。以距今约 7.5 万年前的印尼托巴超级火山爆发为例,全球平均气温在爆发后的 6~10 年中降低超过 5 ℃,中高纬度降温甚至超过 10 ℃。

可以说,火山喷发也是地球在自我调节。

总的来说,独特的 ” 大洋中脊 ” 叠加 “地幔柱” 的双 buff 地质环境造就了冰岛本就活跃的火山活动,前两次的火山喷发和本次岩浆挥发分含量的提高使得本次的岩浆具有极高的运移速度,使得本次火山活动愈发紧迫。

目前,虽然是地球比较消停的时代,但地球随便爆个 ” 青春痘 “,对人类也是灭顶之灾

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参考资料:

Global Volcanism Program, 2023. Report on Reykjanes ( Iceland ) ( Sennert, S, ed. ) . Weekly Volcanic Activity Report, 1 November-7 November 2023. Smithsonian Institution and US Geological Survey.

* 本文内容为作者提供,不代表地球知识局立场  

封面:壹图网

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