劇烈噴發產(chan) 生的灰白色氣體(ti) 和火山灰，形成一朵超級巨大的蘑菇雲(yun) ，猶如一朵“死亡之花”在太空中慢慢盛開；清晰可見的環狀衝(chong) 擊波向四周擴散，激烈波動的海水引發跨洋海嘯——多國衛星拍攝到的湯加火山噴發場景，令人震撼而揪心。

　　湯加火山噴發給當地人民帶來了巨大災難，目前搜救工作舉(ju) 世關(guan) 心。這次火山噴發為(wei) 何如此猛烈？

　　湯加火山位於(yu) 環太平洋“火環”

　　環太平洋“火環”（Pacific Ring of Fire）又稱環太平洋火山地震帶，是一個(ge) 圍繞太平洋頻繁發生地震和火山爆發的地區，全長約4萬(wan) 公裏，呈馬蹄形。全球90%的地震、81%的大地震以及75%的火山噴發都發生在環太平洋“火環”。

　　據中國科學院南海海洋研究所張錦昌、邱強、楊曉東(dong) 、周誌遠等科研人員介紹，湯加火山位於(yu) 環太平洋“火環”的西南端。由於(yu) 活躍的板塊運動，導致該區的地質結構複雜，火山和地震災害頻發。但同樣位於(yu) 環太平洋“火環”上，為(wei) 什麽(me) 夏威夷火山平靜溫和，而湯加火山性烈如火？

　　張錦昌解釋說，這是因為(wei) 兩(liang) 種火山屬於(yu) 不同類型的海底火山。海底火山大致可以分成洋脊火山、海溝火山、洋盆火山三種類型。

　　洋脊火山形成於(yu) 大洋中脊，是大洋板塊擴張的邊界，也是海洋地殼增生的地方。這類型火山沿著大洋中脊走向噴發，構成一條條綿長的山脈。

　　海溝火山形成於(yu) 海溝，是板塊匯聚的邊界，也是海洋地殼俯衝(chong) 消亡的地方。這類型火山沿著海溝分布，呈現出弧狀的火山島弧，例如印尼的喀拉喀托火山。

　　洋盆火山形成於(yu) 大洋盆地內(nei) ，屬於(yu) 大洋板塊內(nei) 部的火山，是地幔熱點噴發岩漿的地方，主要包括海底火山鏈、平頂海山、洋底高原等，例如美國夏威夷的冒納羅亞(ya) 火山。

　　“夏威夷火山和湯加火山都是活火山，時不時就噴發一次，但兩(liang) 座火山的類型不同。夏威夷是洋盆火山，湯加是海溝火山。由於(yu) 不同的地質成因，夏威夷火山動力學上較弱，物質能量相對小，所以溫和一些。”張錦昌說。

　　對全球影響尚待觀察和研究

　　湯加火山噴發時產(chan) 生的巨型“蘑菇雲(yun) ”令人觸目驚心。

　　據張錦昌介紹，這是因為(wei) 海底火山噴發會(hui) 產(chan) 生大量的氣體(ti) ，主要是來自地球深部的水蒸氣、二氧化碳、二氧化硫及一些揮發性物質，還有大量火山碎屑物質及熾熱的熔岩噴出，在空中冷凝為(wei) 火山灰、火山彈以及火山碎屑。

　　海底火山噴發對水圈、生物圈、大氣圈等多圈層的環境，無疑都會(hui) 造成巨大影響。據悉，印尼蘇門答臘島的多巴火山，在最近一次噴發中，硫化物與(yu) 空氣中的水分子結合後形成酸雨，導致植被遭到大量破壞。高溫、含有毒物質的火山灰大麵積降落在周邊地區，造成了大規模人和動物傷(shang) 亡。

　　另外，火山灰進入並停留在大氣圈中的平流層，火山灰中的物質會(hui) 反射陽光，導致進入地表的陽光減少，造成大範圍的降溫。同時，火山噴發的顆粒物落入廣闊的海洋，為(wei) 海洋藻類提供了肥料，促進了海藻的生長，增強了它們(men) 對二氧化碳這個(ge) 溫室氣體(ti) 的吸收，也可以給地球降溫。

　　“然而，火山噴發將原本埋藏在地球深部的二氧化碳釋放出來，是給地球升溫的。但火山噴發在時間和空間上究竟給全球帶來什麽(me) 樣的氣候變化，還有待持續的科學觀測和進一步的研究。”張錦昌說。

　　據美國地質調查局估計，此次火山噴發的能量，相當於(yu) 5.8級地震，然而卻產(chan) 生了超乎想象的越洋海嘯。目前海嘯產(chan) 生的具體(ti) 機製不清晰，很可能是由於(yu) 火山噴發導致火山山體(ti) 大麵積垮塌，再加上激波的雙重效應，產(chan) 生了越洋海嘯。

　　“俯衝(chong) 帶加工廠”

　　環太平洋為(wei) 什麽(me) 會(hui) 有一個(ge) “火環”？因為(wei) 這片區域位於(yu) 太平洋板塊與(yu) 歐亞(ya) 板塊、澳大利亞(ya) 板塊和美洲板塊匯聚的區域，是地球上的“俯衝(chong) 帶加工廠”。

　　俯衝(chong) 帶，是指大洋板塊俯衝(chong) 於(yu) 大陸板塊之下的構造帶，這裏是地球表麵物質和深部物質匯合、能量交換的地方。

　　據同濟大學海洋與(yu) 地球科學學院汪品先院士在《地球係統與(yu) 演變》書(shu) 中介紹，當大洋板塊俯衝(chong) 的時候，就會(hui) 將沉積岩、玄武岩和海水一起帶進地幔深處。隨著俯衝(chong) 深度的增加，俯衝(chong) 板片不斷發生變質、脫水。最終，當俯衝(chong) 板片到了80公裏的深處，角閃石發生分解，釋放出水分和其他揮發性物質，降低了地幔固相線，使得地幔熔融、岩漿上湧，通過火山噴發和岩漿活動，沿著俯衝(chong) 帶形成火山弧。

　　具體(ti) 來說有兩(liang) 種情況：如果大洋板塊俯衝(chong) 到大陸板塊之下，形成的是大陸弧，比如北美西岸的卡斯凱迪亞(ya) 山脈、南美西岸的安第斯山脈；如果俯衝(chong) 帶發生在大洋內(nei) 部，大洋板塊向大洋板塊俯衝(chong) ，形成的是大洋弧，比如西太平洋綿延2800公裏的伊豆-小笠原-馬裏亞(ya) 納島弧。

　　在這裏，太平洋板塊殘存的古老洋殼，因為(wei) 溫度低、水深大，俯衝(chong) 到年輕的菲律賓板塊之下，形成了地球上最深的海溝——水深近11000米的馬裏亞(ya) 納海溝。當太平洋板塊向西俯衝(chong) 到澳大利亞(ya) 板塊之下，就形成了地球上第二深淵——水深近10800米的湯加海溝。

　　如果把俯衝(chong) 帶比喻為(wei) 一個(ge) 工廠，原料就是洋殼和大洋沉積，產(chan) 品就是岩漿和陸殼，生產(chan) 過程產(chan) 生的廢品，就是經過脫水和熔融過程後俯衝(chong) 到地幔深處的板片。科學家通過深入分析火山噴發產(chan) 生的物質的地球化學指標，可以進一步了解“俯衝(chong) 帶加工廠”深部的生產(chan) 過程。

　　真切認識環太平洋“火環”

　　與(yu) 湯加一樣，位於(yu) 環太平洋“火環”上的太平洋島國巴布亞(ya) 新幾內(nei) 亞(ya) ，境內(nei) 也多火山。距離新不列顛海溝最近的城市拉包爾，附近就有多座活火山。

　　1994年，當地一座名為(wei) Tavurvur的活火山在沉寂了半個(ge) 多世紀後噴發，大量的火山灰和炙熱的氣體(ti) ，瞬間毀掉了拉包爾整座城市80%的建築。20年後，這座生命力旺盛的活火山再次噴發，大量的石頭和火山灰被噴到距離海平麵18公裏的高空，曾迫使多個(ge) 航班繞道。

　　2015年7月，記者曾跟隨上海“彩虹魚”項目科考團隊前往拉包爾，乘坐“蘭(lan) 金”號停泊在Tavurvur火山腳下的海麵上。遠遠看去，這座火山非常醒目。因為(wei) 周圍的山峰都是蔥翠的，隻有它是黑黢黢的，火山口不停地冒著白煙。晨昏之際，火山口還點綴了朵朵白雲(yun) 。

　　拉包爾設立了專(zhuan) 門的火山監測站。當地監測員詳細介紹了火山成因和監測設備。為(wei) 進一步了解火山，“蘭(lan) 金”號船長還帶領考察隊員爬到火山口實地察看。

　　從(cong) “蘭(lan) 金”號乘坐小艇來到火山腳下，黝黑細膩的火山泥鋪滿了海灘，有的地方還冒著熱氣，腳底仿佛踩在了“地熱墊”上，燙得不能在一個(ge) 地方久站，但海水卻是溫暖而清澈。

　　火山噴出的多種物質冷卻後，亂(luan) 七八糟地堆在了火山上。從(cong) 山腳向上攀登，仿佛在攀登一個(ge) 巨大的亂(luan) 石堆，沒有任何山路可走。剛剛噴發不久的火山，散發著濃烈的硫磺味。有的山體(ti) 縫隙裏還冒著熱氣，石頭摸上去還在發燙；有的岩漿噴出來後還沒有形成石頭，隻在外麵包裹了一層硬殼，裏麵是軟軟的一大坨物質；有的物質形成的石頭比鐵還堅硬，棱角比刀子還鋒利。海拔700多米的火山，我們(men) 迂回曲折地艱難攀登了兩(liang) 個(ge) 多小時，終於(yu) 登上了火山口。

　　黑色的火山口好像一口凹下去的圓形大鍋。站在大鍋的邊緣往下看，鍋裏深不見底、熱氣騰騰。巨大的石頭裂縫裏都冒著白色的熱氣，時大時小，硫磺味撲鼻而來，裂縫周圍的石頭顏色明顯不同。親(qin) 眼目睹火山口，讓考察隊員對太平洋“火環”有了更真切的認識。

　　然而，地球自身的修複能力也令人驚歎。2016年8月，當記者乘坐“張謇”號科考船再次來到拉包爾，這座火山已經停止了冒煙，黝黑的身軀已變得柔和安靜，在周圍山脈之間已不再顯得那麽(me) 突兀。

　　目前，“性烈如火”的湯加火山噴發，表明該地火山口已經蘇醒，噴發活躍期可能持續數周甚至數年，尚不清楚是否達峰值，更不知何時才能安靜下來。如果再度噴發，湯加有可能遭到海嘯、暴雨、洪水和強風等“災害鏈”的破壞性侵襲。專(zhuan) 家呼籲國際社會(hui) 加強對湯加受災人民的援助，同時加強監測，做好迎戰更多“災害鏈”的準備。(張建鬆)