火山在冰川下喷发时会发生什么？

2010年，冰岛的埃亚菲亚德拉冰川火山爆发，尽管规模相对不大，却喷出了高达3万英尺的火山灰，导致欧洲大部分地区的机场关闭了六天。

如今，冰岛正警告航空公司，另一座名为巴达本加（Bárðarbunga）的火山可能即将爆发。周一，科学家监测到该地区自1996年以来最大的地震，并发现了地下的岩浆涌动，冰岛气象局因此向航空业发布了橙色警报。据路透社报道，在这个由国际民用航空组织制定的警报等级中，仅次于橙色的就是红色。目前，Iceland Review报道称，火山以北地区正在进行疏散。

巴达本加火山被埋藏在平均厚度为1300英尺的冰川之下——至少目前是这样。为了了解火山爆发可能带来的后果，我们采访了宾夕法尼亚州狄金森学院的地质学家本杰明·爱德华兹（Benjamin Edwards）。爱德华兹专门研究熔岩与水和冰接触时会发生什么。“我曾近距离观察过，几乎要受伤了，”他说。他曾在俄罗斯近距离观察过爆发的火山。他曾近距离感受过熔岩冷却在冰上时喷出的蒸汽，也曾被冷却熔岩溅到。

他表示，近距离观察，熔岩与冰的混合是这样的

但这只是将熔岩轻轻地倒在雪和冰上。当熔岩从下方喷涌而出时又会怎样呢？

火山爆发会直接穿透冰川吗？

嗯，不太可能。考虑到火山区域约27平方英里，如果全部被1300英尺厚的冰覆盖，而每立方英尺冰重62.4磅……那么覆盖在巴达本加火山上的冰川重量约为60万亿磅。爱德华兹说：“一些人曾做出理论预测，认为岩浆通道可能会在冰中延伸数百米，但它似乎不太可能在几秒钟内完全断裂到冰层顶部。”

火山爆发会融化冰川吗？

是的，这取决于流出的熔岩量。理论上一立方码熔岩可以融化10到14立方码冰。然而，当熔岩迅速冷却时——例如，当它接触冰川时——它释放的热量远不如缓慢冷却时多。爱德华兹说，在快速冷却的条件下，一立方码熔岩实际上可以融化五到七立方码冰。上次发生冰下大规模火山爆发是在1996年，发生在格里姆斯火山（Grímsvötn，距离巴达本加不远），融化了约2000英尺厚的冰。

爱德华兹说：“如果火山爆发穿透冰层，可能会继续发生一些爆炸，将冰块炸飞到空中。”“在阿拉斯加的红山火山等地，有大量证据表明火山雪崩会混合冰块和熔岩。”

冰川会融化多快？

爱德华兹说，这取决于流出的熔岩类型。有时火山物质会通过约3英尺厚、20到30英尺长的熔岩管流出。这些熔岩管缓慢释放热量，通常会在冰川中间形成湖泊。另一方面，如果火山物质以小块形式喷出，则可能更快地融化冰层。“小碎片冷却得快，但它们也能更快地加热周围物质，”爱德华兹说。“对于熔岩管来说，大部分热量被困在里面，缓慢释放。”格里姆斯火山的爆发，更像是爆炸式喷发，大约在30小时内融化了2000英尺厚的冰，导致一场巨大的洪水。

熔岩融化冰川后会发生什么？

你可能会认为，冰面上的熔岩在流动很远之前就会迅速冷却。但事实并非如此。在实验室实验中，爱德华兹及其同事发现，熔岩在冰面上 actually 流动得更快，可能是因为部分融水形成了一个绝缘层，有助于熔岩滑动。在真实情况下，一次火山爆发将火山灰覆盖在冰上。“火山灰会减缓融化速度，熔岩可能需要几个小时才知道自己在冰上移动，”爱德华兹说。

在冰川下会影响火山灰的量吗？

这是一个关键问题，因为冰岛担心另一场大规模火山灰云会再次扰乱航空交通。但这是一个科学家仍在努力解答的问题。有两种对立的观点：一种理论认为，当熔岩遇到冰时，产生的蒸汽爆炸会将火山灰分解成更小的颗粒。更小的颗粒可以在空中传播得更远，这对航空公司来说是个坏消息。

另一种观点是，当熔岩遇到冰时，会产生大量蒸汽，蒸汽会凝结在火山灰颗粒上，使它们粘在一起，形成更重的团块，无法飞得很远。

爱德华兹说：“这两种力量哪种更重要，目前还没有定论。”

首先产生的火山灰量取决于熔岩的类型。玄武岩熔岩流很稀薄，而较浓稠的熔岩则更具爆炸性，产生的火山灰也更多。冰岛这两种熔岩类型都有，所以这个问题仍然悬而未决（无意双关）。

如果熔岩被限制在冰层内，最大的危险将是局部洪水。（这些火山触发的冰川洪水被称为jökulhlaups。）但如果熔岩穿透冰层，就会产生火山灰。“那么问题就变成，‘现在急流在哪里？’”爱德华兹说。2010年埃亚菲亚德拉冰川爆发时，它将火山灰喷射到强劲的急流中，而急流恰好是朝着东南方向吹向欧洲，这就是它造成如此大破坏的原因。相反，2011年的一次爆发对全球航空旅行影响不大，因为风将火山灰吹向北方的北极圈。在撰写本文时，冰岛上空的急流正朝南/东南方向吹，这意味着如果火山今天爆发，火山灰云将直接吹向英国和西北欧。但风向在未来几天和几周内可能会发生变化。