汤加海底火山爆发对世界有什么影响?

周五,汤加海岸附近的洪阿汤加-洪阿哈阿帕伊火山。

一场毁灭性的火山爆发令太平洋岛国汤加笼罩在火山灰之中,并被洪水淹没,居民正在努力从中恢复,与此同时,科学家们正试图更好地了解这次火山爆发对全球的影响。

他们已经知道一个关键问题的答案:尽管周六的洪阿火山爆发似乎是30年来世界上最大的一次,但它很可能不会像过去的一些大型火山爆发那样,对全球气候产生暂时的降温效应。

但在事件发生后,世界部分地区的天气可能会受到短期影响,无线电传输可能会遭到轻微干扰,包括全球定位系统使用的无线电传输。

爆发产生的冲击波,以及它所引发海啸的不寻常性质将使科学家们对这一事件进行多年的研究。不仅在太平洋,在大西洋、加勒比海和地中海也发现了海啸。


“并不是说我们不了解火山爆发和海啸,”加州洪堡州立大学地球物理学荣休教授洛里·邓格勒说。“但是使用我们拥有的一系列现代仪器来见证它,这确实是前所未有的。”

这座水下火山的正式名称为洪阿汤加-洪阿哈阿帕伊,它的爆发给该地区带来了大量危险的火山灰,包括位于该地区以南约64公里的汤加首都努库阿洛法。这座城市还经历了1.2米高的海啸,据报道,其他地方的海浪要更高。

政府称这次火山爆发是“前所未有的灾难”,尽管目前还难以充分确定损失的严重程度,因为爆发切断了海底通讯电缆,火山灰迫使汤加机场关闭。

然而,在汤加之外,这次爆发的威力是显而易见的。卫星照片显示,爆发形成了灰尘、岩石、火山气体和水蒸气组成的云团,直径达数百公里,还有一团较小的气体和碎片冲入大气层约30公里。

1991年,菲律宾吕宋岛的皮纳图博山。

一些火山学家将其与1883年印度尼西亚喀拉喀托火山的灾难性爆发,以及最近的一次大规模爆发——1991年菲律宾的皮纳图博火山爆发——进行了比较。

皮纳图博火山爆发了几天,将大约2000万吨的二氧化硫气体送入平流层或高层大气。在那里,气体与水结合形成气溶胶颗粒,反射和散射了部分太阳光线,使其无法照射到地面。

这使得大气温度在数年内下降了约半摄氏度。(这也是一种有争议的地球工程的机制:使用飞机或其他手段不断向平流层注入二氧化硫,有意给地球降温。)

新西兰奥克兰大学的火山学家沙恩·克罗宁说,洪阿火山的爆发“与皮纳图博火山的爆发高峰期威力相当”。克罗宁曾研究过这座火山的早期爆发。

但是,洪阿火山的爆发只持续了大约10分钟,随后几天,卫星传感器测量到约40万吨二氧化硫进入平流层。加州大学伯克利分校的地球科学教授迈克尔·曼加格表示:“二氧化硫的释放量比皮纳图博山等地要小得多。”

因此,除非洪阿火山再次爆发,并以同样强烈的水平持续爆发(这被认为是不可能的),否则不会对全球产生降温效应。

克罗宁说,这次火山爆发的威力部分与其位置有关,它位于水下约150米。当超热的熔岩或岩浆撞击到海水时,水立即变成蒸汽,使爆发扩大许多倍。如果它位于更深的地方,水压就能阻止爆发。

他说,较浅的深度创造了完美的“几乎恰到好处”的条件使爆发威力增加。

英格兰巴斯大学的大气物理学家科温·赖特表示,这次爆炸在大气中产生了一次冲击波,这是迄今为止探测到的最不寻常的冲击波之一。卫星读数显示波动远远超出了平流层,高达96公里,并以每小时960多公里的速度在世界范围内传播。

气象卫星图像中的洪阿汤加-洪阿哈阿帕伊火山喷发。

“我们看到了一个巨大的波动,这是我们在使用了20年的数据中所见过最大的,”赖特说。“我们从未见过像这样真的覆盖了整个地球的东西。它来自火山,这当然也是前所未见的。”

当爆炸的力量将大量空气向外和向上推到大气中时就会产生这样的波动。但随后重力将其向下拉。然后它再次上升,这种上下振荡继续,产生一波交替的高低压,从爆炸源向外移动。

赖特说,尽管波动发生在大气中的高处,但它也许会对靠近地表的天气模式产生短期效应,这种效应可能由受到影响的急流间接引发。

“我们不太清楚,”他说。“我们希望看看接下来几天会发生什么。它可能只是扩散,而不是相互作用。”

赖特说,由于冲击波非常高,可能还会对全球定位系统卫星的无线电传输和信号产生轻微影响。

大气压力波也可能对异常海啸的发生发挥了作用。

海啸是由水的快速置换产生的,通常是由岩石和土壤的运动引起的。大型水下断层在地震中移动时会产生海啸。

火山也会引发海啸。在这种情况下,水下爆炸和火山口的坍塌可能导致了位移。或者火山的一侧可能变得不稳定并坍塌,都会引发海啸。


但科学家说,这只能解释淹没汤加的当地海啸。夏威夷大学马诺阿分校附属机构研究员、曾在太平洋海啸预警中心工作的杰拉德·弗莱尔说,通常情况下,“你会认为这种能量会随着距离的增加而减弱。”

但这一事件在日本、智利和美国西海岸产生了与当地大小大致相同的海啸,并持续了数小时,并最终在世界其他地方的内湾产生了小型海啸。

这表明当它在大气层中穿过时,压力波可能对海洋产生了影响,导致它也发生了振荡。

仍需要数周或数月的数据分析才能确定是否发生了这种情况,但一些研究人员表示,这是一个可能的解释。

“我们知道大气和海洋是相连接的,”邓格勒说。“我们在大西洋看到了海啸。它并不是绕过南美洲南端到达那里的。”

“证据非常清楚,压力波起了作用。问题是它的作用有多大。”

https://cn.nytimes.com/asia-pacific/20220120/scientists-tonga-volcano-eruption-effects/