2022年1月15日12时20分左右（北京时间），南太平洋岛国汤加海域（20.536°S,175.382°W）发生大规模火山爆发，卫星探测结果表明，火山灰最高冲至约28千米高空，卫星云图上甚至可见爆发而上的蘑菇云。作为本世纪迄今为止最大的火山爆发，一时间，汤加火山被顶上热搜。
此次海底火山大爆发也让人不由得联想到了引起1816年“无夏之年”的坦博拉火山爆发。
历史上的“无夏之年”
火山所在的纬度和喷发的季节都可以对喷发后全球温度变化的形式产生影响。尤其是北半球高纬春夏季节的喷发，能产生很强的冷夏作用。
据记载，1815年4月5日-15日爆发的坦博拉火山达到创纪录的VEI 7级（火山爆发指数），其形成的火山灰柱高度达到45公里（到平流层高层），大气中火山灰随风飘，150公里之外火山灰有1米厚，300公里之外有25厘米，1000公里之外还有5厘米的火山灰，火山灰完全遮蔽了天空，一周之后距火山几百千米以外的瓜哇岛，依然天空黑得几乎伸手不见五指。隔年全球温度异常偏低，6月6日，在纽约Albany和Dennysville依然有降雪；7月和8月，宾夕法尼亚州西北地区湖里和河里依然有冰块；8月20和21日，向南到弗吉尼亚地区秋天的霜冻已经到来......
汤加火山爆发的影响
尽管此次汤加火山爆发规模很大，然而与坦博拉火山爆发相比，量级依然差距巨大。17日，汤加前首席地质学家大卫·塔平接受澎湃新闻采访表示，此次汤加火山喷发带来的影响有待观察，但仍有可能造成全球气温下降。
不过此次爆发也确实在全球引起巨大的影响。在海洋和大气引起较强的冲击波，环太平洋地区均发布了海啸预警，新西兰、澳大利亚和万里之遥的日本、美国西海岸等地都观测到了明显的涨潮，万里之遥的我国、美国西部和南美洲等地都观测到了气压的小幅波动。
汤加火山的形成
海底火山，是在浅海和大洋底部形成的各种火山。海底火山的分布相当广泛，据统计，全球共有海底火山约2万多座，太平洋就拥有一半以上，此次爆发的汤加火山就位于太平洋内。
海底火山主要集中在地球表面板块的边界，呈带状分布，称为火山带，大致可以分成三种类型：洋脊火山、海沟火山、以及洋盆火山。汤加火山则属于海沟火山。在太平洋板块向印-澳板块俯冲过程中，太平洋板块不断将含水和碳的海底沉积物与岩石带进地球深部，随着温度和压力的逐步升高，形成熔融的岩浆，岩浆上涌喷发到海底，产生海底火山。
既然海水可以冷却岩浆，为什么火山喷发会有如此剧烈的爆炸？其实在火山喷发过程中，水的介入是一把双刃剑，正常情况下，如果火山喷发的级别不够大，水的介入会使岩浆迅速冷却，使火山喷发作用在水下完成（地球几乎每天都在发生着火山喷发作用，我们之所以没有时常感受到火山喷发的存在，主要原因是有超过90%以上的喷发都在水下进行，这类喷发只能通过仪器记录到相关信息）。
这次汤加火山就是一个例外，它的岩浆成分比较偏酸性，至少是一种中性的母岩浆，而且其规模很大，水的介入不但没有把它压住，反而起到反向作用，大大增强了它的爆炸性。
如果岩浆缓慢地上升到海水中，即使在1200摄氏度左右的温度下，岩浆和水之间也会形成一层蒸汽薄膜。这就为岩浆的外表面提供了一层隔热层，使其冷却。
但当充满火山气体的岩浆从地下猛地喷发出来时，这个过程就不成立了。岩浆迅速进入水中，任何蒸汽层都会迅速被破坏，使热岩浆与冷水直接接触。火山研究人员称之为“燃料冷却剂相互作用”，它类似于武器级的化学爆炸。极端猛烈的爆炸将岩浆撕裂。一个连锁反应开始了，新的岩浆碎片将新鲜的炽热的内部表面暴露在水里，爆炸不断重复，最终喷射出火山粒子，造成超音速爆炸。
海底火山喷发的环境与灾害
全世界的活火山有500多座，其中在海底的近70座，而海底火山喷发时，会产生大量来自地球深部的水蒸气、二氧化碳、二氧化硫及一些挥发性物质，还有大量火山碎屑物质及炽热的熔岩喷出，在空中冷凝为火山灰、火山弹以及火山碎屑。对水圈、生物圈、大气圈等多圈层的环境都会造成巨大影响。例如硫化物与空气中的水分子结合形成酸雨会造成植被的破坏、火山喷发出来的火山灰和二氧化硫进入并长时间滞留在平流层反射阳光，形成硫酸气溶胶，阻挡太阳辐射，引起近地面温度降低后造成大范围的降温、还有一个重要灾害就是引发海啸（据统计全球有5%的海啸由于火山爆发引发）。
通常情况下，火山被分为死火山、活火山、休眠火山。曾有科学家提出不同意见，认为不存在死火山。但目前科学家们普遍认同的观点是，自人类有记录以来，没有活动痕迹的火山便是死火山。近几十年没有任何活动痕迹的火山则是休眠火山。
至于科学家是如何监测火山活跃度？这就需要从震动及喷发气体两方面来说了。活跃的火山会持续喷发气体，科学家们会在火山活跃地区设立监测站以监测火山喷发的气体。喷发的气体基本保持原状表示火山的状态比较稳定，如果喷发的气体发生变化，例如二氧化硫或一氧化碳突然增多，科学家们会进一步监测火山的震动，如果发现火山的震动变得更为密集，则表示火山活动增多，需引起重视。
本文来自：中国数字科技馆
本文是中国数字科技馆(www.cdstm.cn)原创内容，转载请注明出处和作者，否则我们将依法追究侵权责任。
[责任编辑：刘兴飞]
京公网安备11010502039775号
