撰文/陳雪飛

給海底火山“把脈”

撰文/陳雪飛

2010年4月，冰島的埃亞菲亞德拉火山爆發(fā)。這種巖漿沿著地殼上巨大裂縫溢出地表的火山爆發(fā)現(xiàn)象，稱(chēng)為裂隙式噴發(fā)。這類(lèi)噴發(fā)沒(méi)有強(qiáng)烈的爆炸現(xiàn)象，噴出物多為基性熔漿，冷凝后往往形成覆蓋面積廣的熔巖臺(tái)地。現(xiàn)代裂隙式噴發(fā)主要分布于大洋底的洋中脊處，在大陸上只有冰島可見(jiàn)到此類(lèi)火山噴發(fā)活動(dòng)，故又稱(chēng)為冰島型火山。

海底火山大部分隱藏在海平面幾千米以下，而且脾氣反復(fù)無(wú)常，這讓科學(xué)家們研究起來(lái)非常頭疼。不過(guò)，還是有一些科學(xué)家，通過(guò)儀器監(jiān)測(cè)以及耐心等待，成功地預(yù)測(cè)了海底火山的爆發(fā)。

美國(guó)俄勒岡州附近的Axial Seamount火山是以活躍聞名的海底火山。在1998年噴發(fā)后，科學(xué)家們立刻開(kāi)始了監(jiān)測(cè)和研究。2006年，科學(xué)家們預(yù)測(cè)Axial Seamount火山將在2014年前再次噴發(fā)。

2011年4月6日，Axial Seamount火山噴發(fā)了。成功預(yù)測(cè)海底火山的噴發(fā)讓科學(xué)家們欣喜若狂。要知道，火山的活動(dòng)復(fù)雜而多變，在此之前，從未有過(guò)火山噴發(fā)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

那么，科學(xué)家們是通過(guò)什么來(lái)預(yù)測(cè)海底火山噴發(fā)的呢？

水下聽(tīng)音器是監(jiān)測(cè)海底火山的重要儀器。利用水下聽(tīng)音器，科學(xué)家們可以監(jiān)測(cè)地震活動(dòng)的聲波。在火山噴發(fā)前的幾個(gè)小時(shí)，水下聽(tīng)音器的數(shù)據(jù)顯示地震的能量會(huì)突然飆升。一些科學(xué)家在Axial Seamount火山部署了水下聽(tīng)音器。在噴發(fā)前的幾個(gè)小時(shí)，水下聽(tīng)音器在幾分鐘之內(nèi)記錄了數(shù)千個(gè)小地震信號(hào)。通過(guò)這些信號(hào)，科學(xué)家們可以清楚地看到火山噴發(fā)前，巖漿是如何在火山通道中上升的。基于水下聽(tīng)音器數(shù)據(jù)的分析將在今后被用于海底火山噴發(fā)的短期預(yù)測(cè)。

至于海底火山噴發(fā)的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，一直沒(méi)有特別有效的方法。目前，有科學(xué)家收集了有關(guān)幾年內(nèi)巖漿不斷侵入引發(fā)海底火山膨脹的資料，用于火山噴發(fā)的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)?？茖W(xué)家們用一種潛水機(jī)器人繪制了Axial Seamount火山2011年噴發(fā)前后的地形。這些地形圖可以表現(xiàn)出Axial Seamount火山附近的熔巖流的厚度和范圍以及噴發(fā)前后海床的變化?？茖W(xué)家們還布置了整套的監(jiān)測(cè)儀器，掌握了Axial Seamount火山在噴發(fā)之前的長(zhǎng)期和短期的信號(hào)。經(jīng)過(guò)記錄儀的數(shù)據(jù)以及他們的分析，科學(xué)家們預(yù)測(cè)Axial Seamount火山將會(huì)在2018年再次噴發(fā)。他們也希望，對(duì)Axial Seamount火山的成功預(yù)測(cè)可以為海底火山預(yù)測(cè)積累經(jīng)驗(yàn)，并最終推廣至陸地火山。

火山將要噴發(fā)的一個(gè)很明顯的信號(hào)就是小型地震的增多?？梢哉f(shuō)，幾乎每一次的火山噴發(fā)，都有地震相隨。而地震也會(huì)讓火山更加活躍。在2011年日本大地震之后，日本氣象廳公布的數(shù)據(jù)顯示，日本海底有20座火山在大地震后曾出現(xiàn)活躍的跡象，雖然這些火山“沒(méi)有立刻要噴發(fā)的征兆”，而且目前大部分火山已經(jīng)恢復(fù)到了平常狀態(tài)，但日本氣象廳還是布設(shè)了40臺(tái)海底地震儀對(duì)這些火山進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這些地震儀有自動(dòng)上浮功能，它們到達(dá)海底以后，會(huì)自動(dòng)開(kāi)始監(jiān)測(cè)，而收到海面上船只的信號(hào)后，就會(huì)自動(dòng)上浮至水面，以供回收。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，海底火山噴發(fā)的預(yù)測(cè)也會(huì)越來(lái)越精確。觀看海底火山噴發(fā)也不再是只有幸運(yùn)者偶然碰到的事情了。2009年5月6日，美國(guó)的一個(gè)火山專(zhuān)家小組趕到南太平洋海域觀測(cè)到了一次海底火山噴發(fā)。噴發(fā)的場(chǎng)景非常壯觀，巨大的噴發(fā)力使火山噴發(fā)出的氣體和巖石高達(dá)20米，不過(guò)肩負(fù)觀測(cè)重任的遠(yuǎn)距離遙控潛水器Jason-2號(hào)因?yàn)檫^(guò)于靠近火山口而被噴發(fā)物掩埋，光榮“殉職”。海底火山噴發(fā)不一定都能沖出海面，而噴發(fā)時(shí)附近海域的海水又不可能允許人近距離觀看。所以人類(lèi)想要觀看海底火山的噴發(fā)，可能暫時(shí)還得借助于機(jī)器人了。

海地地震儀正在被回收