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黃石公園火山即將爆發

黃石公園火山即將爆發
地面隆起是怎麼回事

炒作者的主要證據來自2010年12月3日《地球物理研究快報》上面刊登的有關黃石公園地面隆起的研究論文。事實上,這篇論文可以看作是2007年11月9日《科學》雜誌中另一篇論文的後續工作。2007年《科學》雜誌上的論文報道,從2004年到2006年之間,黃石公園火山噴口上方的地面以每年約7釐米的速度隆起;而2010年12月3日《地球物理研究快報》則進一步指出,從2007年到2009年,該地區地面的隆起速度又大大減小,最多不超過每年2釐米。

地面隆起可能有多種因素造成。一方面,大量來自深部的巖漿流入巖漿房,會導致巖漿房發生膨脹拱起地面;另一方面,巖漿在冷卻結晶時會釋放出一些氣體(二氧化碳、水蒸氣等),這些氣體會使地下的熱液系統壓力增加,而對地面有抬升作用。這兩種情況發展到一定程度都可能引起火山爆發。但是,目前並沒有更多的研究能夠確切指出究竟發展到什麼情況下火山會爆發,這兩篇論文本身也都沒有就黃石公園火山爆發做出任何預測。2007年《科學》雜誌的論文指出“來自深部的巖漿對巖漿房的補充是黃石公園地面加速抬升的主要原因”,“這種地面的快速抬升可以作為火山朝着噴發不斷髮展的重要證據,但是它並不能説明火山噴發迫在眉睫”。2010年《地球物理研究快報》的論文則僅僅指出“自2007年以來黃石公園地面抬升減速可能與頻繁的地震有關,這有利於我們深入瞭解巖漿和熱液流體的相互作用,從而對火山危害進行更有效地鑑別”。

借鑑此前的地質證據,我們可以進行一些初步分析。該論文的合作者Smith提到,在過去1.5萬年中,黃石公園下面的巖漿房可能一直處於“膨脹—收縮”的循環之中。這導致地面曾有過多次的起起落落。而在此期間,黃石公園的火山並沒發生爆發。比如,在1976年至1984年之間,該火山噴口曾持續上升了大約18釐米,但它在隨後的10年下沉了大約14釐米。從2004年開始的這次地面隆起,更像是又一次巖漿房的“膨脹—收縮”循環,因為從2007年至今,地面隆起速度已經大大降低甚至停止。

地面隆起就意味着火山即將爆發嗎?

火山是一個非常複雜的系統。對一個火山來説,首先要有來自地球深部和軟流圈的巖漿上升,在地下某處形成巨大的巖漿房。在巖漿房內部,巖漿、半融的巖石、水蒸汽、二氧化碳、以及其他各式各樣的氣體混合在一起。隨着成千上萬年的巖漿持續輸入積累,這個巖漿房變得越來越大,裏面的壓力也越來越大。上面的陸地就像是巖漿房的頂蓋,逐漸被拱起,頂蓋也慢慢變薄。接着,這個頂蓋的邊緣開始有了一些裂隙。當巖漿房的壓力一旦通過這些裂隙開始釋放,劇烈的連鎖反應就會出現,像是打開了一瓶搖晃過的可樂那樣,溶解的氣體會帶着巖漿、碎石爆炸式地噴薄而出 。

要想準確地對火山噴發進行預報,需要對上述的各個環節進行綜合地考慮。比如,深部巖漿向巖漿房輸入的流量、巖漿房的深度(頂蓋厚度)、巖漿房積累的壓力等等。除此之外,每個火山都還有其各自獨特且複雜的地質條件限制,包括地震、構造變動等等。正因如此,準確地預報火山爆發才顯得非常困難。目前對於火山爆發還不能做到像天氣預報那樣,科學家們只能通過對地震、地表形變、釋放的氣體等的監測,做一些火山爆發的初步警報。

綜合看來,黃石公園的火山也許並沒有想象那麼危急。還有研究者指出,黃石公園下面的巖漿房大概在地面之下7~10千米的深處,這麼厚的頂蓋目前看來還是相對安全的。此外,黃石公園每年發生大約3000次地震,這些地震在巖石圈中製造出一些斷層和裂隙,也可能幫助一些巖漿和氣體逃逸,進而釋放巖漿房的壓力。美國地質調查局也專門對此進行了澄清,稱“發生在過去5年內的地面隆起和過去2年內的地震頻發,對於一個像黃石公園這樣的大型火山噴口而言,是非常常見的,並不能表明火山即將噴發。而且,論文作者也表明在過去一年中,地面隆起已經停止。”

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