印度尼西亚巴厘岛的阿贡火山正在咆哮,喷发出混合着气体和锋利火山灰碎片的烟柱,高达数千英尺。机场已关闭,印度尼西亚国家灾难管理委员会周一宣布,该地区居民最高警报级别已启动,并从附近区域疏散。
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对当地居民和火山学家来说,这仿佛似曾相识。9月份,该火山成群的地震迫使当地官员将警报级别升至最高。但活动并未持续。阿贡火山内部冒出了稀薄的蒸汽云,但到了10月份,人们开始返回家园。
然而,本周,位于火山五英里(有时是六英里)内的城镇居民再次被迫撤离。这次他们不仅要面对余震,还有落下的火山灰、快速流动的泥石流(称为泥石流),以及对此次喷发可能像1963年那样具有破坏性的担忧,1963年的喷发在该地区造成了1000人死亡。
密歇根理工大学的火山学家西蒙·卡恩(Simon Carn)表示,除了在地方层面造成危险外,阿贡火山在历史上也对全球产生了影响。“1963年的喷发是20世纪印度尼西亚最大的一次喷发,并对气候产生了轻微影响,因为排放的气体量相当大,”卡恩说。“观察像这样的火山重新觉醒并有机会进行测量是很有趣的。”
印度尼西亚共有139座火山,比许多国家都更有能力应对火山喷发。但它仍然是一种危险的现象。泥石流、火山灰、炽热气体和火山灰云沿着山坡向下流动——这些听起来都是人们希望避免的事情。但居民如何才能知道火山喷发何时会发生呢?答案就像这个世界的许多事情一样,很复杂。
“预测火山喷发很难。也很难预测喷发开始后会如何演变,”卡恩说。“在这种情况下,火山学家会观察火山当时的活动,通常我们能用来预测的最佳工具就是它之前的活动。”
就像地震一样,精确预测某个火山何时喷发——以及喷发规模有多大——仍然是不可能的。但过去喷发的沉积物,以及来自世界各地火山的实时数据,可能会帮助火山学家做出更准确的预测。
与天气模式不同,后者几乎总是发生在开放的天空中,导致火山喷发的因素在我们星球的深处展开,比当前技术能够达到的更深。所以我们依靠间接观察。过去的火山灰和泥浆沉积物常常可以指示过去的喷发模式。这座火山是喷出熔岩流,还是向空气中散布了腐蚀性的岩石和玻璃碎片?当地的岩石可能有助于解开这个谜团,它们保存了火山周围的熔岩层或火山灰堆积,可以通过年代测定确切地知道火山何时可能喷发。
然后是晃动。9月份那些成群的地震是科学家提高阿贡火山警报级别的最初原因。这种地震活动通常意味着来自地表数英里以下的岩浆正在火山内上升。上升的岩浆导致上方的岩石移动,并最终在不断增加的压力下破裂。
在地表,这种晃动可能是地下一切正常的一个首要迹象。因此,研究人员学会了关注火山附近的地震。但没有两座火山是完全相同的,它们的行为也不同。有些晃动可能预示着喷发即将发生,而在其他情况下,它可能根本不表明地表有任何活动。
就阿贡火山而言,1963年那次致命的喷发之前发生了地震,随后是熔岩流,然后是一次大规模的爆炸性喷发。目前的疏散是为了在类似事件再次发生之前将人们转移到安全距离。
如今,卫星也参与其中。GPS技术测量火山上方地面因内部岩浆试图寻找出口而膨胀的程度。卡恩使用卫星测量来帮助测量火山排放的气体,这可能有助于预测它们未来的喷发行为。
“如果你能看到岩浆在释放到地表之前就释放出二氧化碳,这就有可能提前预警喷发,”卡恩说。
卫星预测仍远非实时预警系统,测量之间会经过数天或数周。尽管如此,监测地震活动、气体排放以及地表形状和运动的变化,已经带来了一些成功的预测和疏散。1991年,菲律宾的皮纳图博火山,在近500年沉寂后苏醒过来,开始震动,然后释放蒸汽。仔细分析这座火山后,在它喷发前疏散了6万多名居民。2010年,对印尼默拉皮火山活动的监测促使了7万人在火山喷发前被疏散。在每种情况下,都有数百人死亡(皮纳图博火山840人,默拉皮火山350人),但如果没有疏散,死亡人数可能会更高。
“即使现在(在阿贡火山),我们也不知道它会变得更大还是会逐渐减弱。很难测量火山内部有多少岩浆,”卡恩说。
未来,火山学家希望通过加强监测以及在全球部署更多传感器和卫星,能够更容易地预测火山喷发,尽管这永远不会变得简单,并且需要资金来发展火山监测系统,并让科学家用于监测火山的卫星保持运行。
“当然,在美国国内,迫切需要进行火山监测,”卡恩说。“与阿贡火山类似的情况也可能发生在美国的火山上,我们需要做好准备。”