冰岛火山喷发的原因和后果
火山猛喷无关地震是误传
杨学祥 发表于 2010-4-19
一、冰岛火山所通过的高、低活动周期与地震有直接关联
周日（2010年4月18日）莫斯科大学地质教研室火山学科研究员安纳托里指出，冰岛火山进入喷发活跃期，火山灰的形成可能60年内难以消除。
安纳托里表示，冰岛火山喷发在一年前就有预测，但是并没有引起冰岛和欧盟国家重视，2008年5月下旬。距冰岛首都雷克雅未克50公里处发生6.2级地震，就标志冰岛火山进入活跃期。今年4月14日所发生喷发，也不是偶然的地质现象。
安纳托里指出，冰岛火山喷发大约有50-80年左右的周期，1998年火山学专家在雷克雅未克大学，对冰岛火山800年的历史记录和资料的熔岩层样本进行研讨，专家达成共识，冰岛火山所通过的高，低活动周期与地震有直接关联，冰岛附近的地质构造为大西洋裂谷断层，在地质运动的张裂过程中，向地壳水准延伸，导致蛀牙地质结构出现，断裂层即可引发地震为界。
安纳托里发现，冰岛的瓦特纳冰原位于格里姆火山口地层下面，每40年时间便进入高活性周期，1783年括拉基火山爆发，熔岩灰覆盖了周边565平方公里，造成地域内一半的牲畜死亡，火山灰使庄稼毁坏导致了饥荒，火山灰覆盖区内四分之一人员死亡。
安纳托里认为，目前大西洋地质**才刚刚开始。安纳托里指出，冰岛火山灰将对人类造成重大威胁，由于火山灰位于35000至40000英尺的大气平流层，这个高度的大气中没有风雨干扰，水蒸气少，火山灰在60年内难以在平流层消失。安纳托里预测，冰岛火山将在2030年和2040年之间进入喷发的**期[1]。
二、冰岛火山喷发与近期地震频繁无关是误传
冰岛的埃亚菲亚德拉冰盖火山于当地时间14日清晨爆发，严重影响欧洲地区的空中交通。这次冰岛的火山爆发除了对空中交通存在影响之外，是否会对气候产生影响？这次冰岛火山具有哪些特点？中国网与中国地震局地质研究所研究员、火山问题专家魏海泉进行了连线。魏海泉表示，此次冰岛火山喷发影响主要在对流层中，平流层不会产生很大影响。与近期地震频发无关[2，3]。以下是问答对话：
问：我们看到最近地球的各种运动相对频繁，那么冰岛的火山爆发于我们环太平洋地震带的地震活跃有相关联吗？
魏海泉：这很难讲是否有什么关联，可以说这是两回事。地球是动态的，所以会有不同的动力学表现方式和不同的能量释放的方式[2]。
以上的一问一答，并不能得出“冰岛火山喷发与近期地震频繁无关”的结论：两回事不一定就无关联，正因为是两回事，所以才存在相关和不相关的问题，“很难讲”已经做出了说明。事实上，4月12-14日为强潮汐时期，对地震火山和冷空气活动有激发作用，全球地震火山活动和冷空气活动都有非常明显的表现。这正是“地球是动态的，所以会有不同的动力学表现方式和不同的能量释放的方式”。报道曲解了专家的意见，向公众传达了错误的信息[4，5]。
三、冰岛火山喷发的构造背景
安纳托里指出，冰岛火山喷发大约有50-80年左右的周期[1]，与拉马德雷冷暖位相交替周期（50—70年）大致相同。
近十年研究发现，El Nino和La Nina的发生与更大时间尺度的“太平洋十年涛动”（Pacific Decadal Oscillation，缩写为PDO）密切相关，变化周期为50-70年[6-7]。PDO是近年来揭示的一种年代际时间尺度上的气候变率强信号，它是叠加在长期气候趋势变化上的一种扰动，直接造成太平洋及其周边地区气候的年代际变化，影响ENSO事件的频率和强度。1976-1977年北太平洋出现了一次显著的气候年代际突变现象，直到上世纪八十年代末，人们才开始对引起这种现象原因予以关注[8-9]。
“拉马德雷”（Lamadre ）是一种高空气压流，在气象学和海洋学上被称为“太平洋十年涛动”（PDO），其“暖位相”和“冷位相”两种形式分别交替在太平洋上空出现，每种现象持续近二十年至三十年。近一个世纪以来，Lamadre 已经出现了两个完整的周期。第一周期的“冷位相”发生在1890年—1924年，而“暖位相”发生在1925年—1945年；第二周期的“冷位相”发生在1946年—1976年，而“暖位相”发生在1977年—1999年[7]。2000年进入第三周期的“冷位相”。Lamadre是西班牙语“母亲”的意思，即她是El Nino和La Nina的母亲。其形成原因尚待研究。为叙述简便，文中“太平洋十年涛动”也用“拉马德雷”表达。
地震数据统计表明，1889年以来，全球大于等于8.5级的地震共21次，在1889-1924年发生6次（国外资料1900-1924年2次），在1925-1945年发生1次（1次），在1946-1977年发生11次（7次），在1978-2003年发生0次（0次），在2004-2007年已发生3次。规律表明，拉马德雷冷位相时期及其边界是全球强震的集中爆发时期。2000年进入了拉马德雷冷位相时期，2000-2035年是全球强震爆发时期。1952年、1957年、1960年、1964年4场9级以上特大地震就发生在1947-1976年拉马德雷冷位相时期前17年，2000年进入拉马德雷冷位相，2004年12月26日印尼地震海啸发生，特大强震可能发生在第六次最强和较强潮汐重复时期（2010年，2014年，2018年，2022年）。这一预测符合最强和较强潮汐四年变化规律[10]。
在1977-1999年拉马德雷暖位相时期，全球气候迅速变暖，冰川和两极冰盖融化导致海平面迅速上升，地表大量的物质转移破坏了地壳原有的均衡状态，引发强烈的冰川地壳均衡运动：失掉冰川和冰盖的两极地区地壳因为卸载而上升，增加海水的赤道海洋地区地壳因加载而下降，从而导致强烈的地震火山活动。由于北极冰盖和格陵兰岛冰盖融化最为显著，使冰岛的火山喷发也最为强烈。2004年12月26日赤道地区的印尼苏门答腊发生9级地震和海啸，以及其后2005年和2007年又连续发生两次8.5级地震，都是明显的前期信号。
冰岛火山喷发与2010年初全球地震火山活动强烈相一致。
表1 2010年初火山频发
序号 时间 地点
1、2009年12月15日凌晨菲律宾马荣火山喷发火山灰并涌出熔岩
2、2009年12月28日昨天晚上，菲律宾马荣火山第一次在夜间剧烈喷发岩浆。菲律宾马荣火山近来活动明显加剧，持续喷吐火山灰与熔岩
3、2010年1月2日凌晨**刚果东部北基伍省的尼亚穆拉吉拉火山开始爆发，
4、2010年1月2日同一天，哥伦比亚西南部的加莱拉斯火山开始喷发，岩浆顺着山坡流淌，夜色中可见点点红光。
5、2010年1月11日，厄瓜多尔通古拉瓦火山喷出岩浆和火山灰。厄瓜多尔通古拉瓦火山近日活动频繁，当地时间11日再次发生大规模喷发,火山口喷出大量岩浆和火山灰。厄瓜多尔地球物理研究所发布报告说，通古拉瓦火山12日凌晨又发生3次剧烈喷发，强烈的爆炸声引起火山附近居民的恐慌。
6、2010年2月3日：近日，日本硫磺岛附近的海域正在持续发生海底火山爆发，海面上扬起大量的烟尘、水花，场面相当惊人！灰色烟尘，从硫磺岛附近的太平洋海面窜出，甚至一度喷到100多公尺高，发生海底火山爆发的时间，是在2月3日上午7点45分，海底火山突然大量喷发。
7、2010年3月20日深夜冰岛南部一座火山猛烈爆发，滚滚浓烟和炽热的熔岩迫使数百名附近村民**疏散。目前还没有当地人因此受伤。
8、2010年4月2日冰岛菲姆冯德尔斯火山目前又出现了一道300米左右的新裂缝，喷发现象更为剧烈。
9、2010年4月14日，冰岛地质学家和火山学家认为冰岛第五大冰川——埃亚菲亚德拉冰盖冰川附近又有一处火山已开始在冰川下喷发。13日深夜，冰川附近区域开始有震感，约800名民众14日早晨从危险区撤离到安全地带。
据中国地震台网中心预报部主任刘杰介绍，一周以来我国**共发生4级地震12次、6级地震1次、7级地震1次，刘杰认为，近期我国**地震活动水平强烈。从全球来看，1900年以来全球年平均发生7级以上地震18次，2010年以来全球已发生11次7级以上地震，频次较平均值高[11]。
四、冰岛火山喷发的天文背景
2010年3月20日深夜冰岛南部一座火山猛烈爆发，滚滚浓烟和炽热的熔岩迫使数百名附近村民**疏散。目前还没有当地人因此受伤。
根据2010年3月潮汐组合D：3月22日月亮赤纬角达到最大值北纬25.42011度，23日为上弦，幅度较大，地球扁率变小，自转变快。由于3月21日为春分，太阳直射赤道，当月亮赤纬角为最小时且为日月大潮时，日、地、月在赤道圈成一线排列，赤道和两极潮汐变化最大，地球扁率变大，自转变慢，有利于拉尼娜现象形成，可激发地震火山活动和冷空气活动。因此，潮汐组合A、C、E特别值得关注。此时由于太阳潮的叠加，月亮赤纬角最小值对潮汐变化的影响最大[12]。
2010年4月14日，冰岛地质学家和火山学家认为冰岛第五大冰川——埃亚菲亚德拉冰盖冰川附近又有一处火山已开始在冰川下喷发，这次喷发的强度是上一次的20倍。
根据2010年4月潮汐组合B：2010年4月12日月亮赤纬角达到最小值南纬0.00038度，4月14日为日月大潮，两者叠加，两极和赤道的潮汐变化最大，可激发地震火山活动和冷空气活动[13]。
冰岛火山喷发与强潮汐有很好的对应关系。
五、灾害多发趋势不可忽视
冰岛埃亚菲亚德拉冰盖冰川附近的一座火山从14日开始连续喷发，火山灰冲上万米高空，逐渐向东南方向覆盖整个欧洲的天空。火山灰给欧洲乃至整个地球带来了交通、经济、健康、环境等四个方面的重大影响。国外有专家还担心引发附近更大的火山喷发，那可能造成地球上一两年内阳光都被阻挡。中国专家认为，这次火山喷发可能产生新物种。冰岛火山16日再度喷发，引发冰泥流，带来巨大洪水，火山灰在天空中大量飘散。科学家担心，附近更大的火山将被“惊醒”，那将给世界带来更大影响[3].
冰岛火山喷发再次敲响自然灾害的警钟：
其一、火山喷发融化冰川
冰岛第五大冰川――埃亚菲亚德拉冰盖冰川附近一座火山14日喷发,致使部分冰川融化引发洪水,冲毁了附近道路和桥梁,产生的大量火山烟尘还严重影响了欧洲地区近日的空中交通。在冰岛民防局和冰岛海岸护卫队的协助下,当地民众开始疏散。科学家称，也许更大的灾难还在后面。目前，火山学界的所有目光都集中在附近另一座更大的火山身上。该火山堪称已喷发火山的“大姐”，叫做卡特拉火山，位于埃亚菲亚德拉火山以西8英里远的地方。如果剧烈的火山运动将这个更大的家伙“惊醒”，那么造成的破坏将远远超过现在的程度。那时，将爆发更大规模的洪水，交通瘫痪将从欧洲蔓延到北美[3]。
其二、破坏臭氧层，环境恶化的加剧
一次大规模火山爆发产生大规模火山碎屑流，其释放的能量相当于8级大地震能量的1000倍以上。据估计，火山喷发因素在破坏臭氧层的诸多因素中，约占30％左右。由于火山喷发，喷出大量的二氧化硫、二氧化碳、氯化物、氟化物和甲烷等火山气体，这些气体不仅能使人畜窒息和污染环境，而且由于大气臭氧的衰竭，引起进入对流层紫外线辐射的增加，使地面大气中各类污染物相互间的反应作用增强，继而加速光化学烟雾的形成和环境恶化的加剧。火山喷发不可避免地要引起森林火灾和造成毁林的后果，其影响更为严重[3]。
其三、生态平衡可能改变，冰岛火山喷发可能产生新物种
国家海洋局第三海洋研究所周秋麟研究员则认为，火山喷发会改变原有生态系统，其中可能出现新的物种。周秋麟说现在还难以知道冰岛的这次火山喷发对海洋生态会产生哪些影响，不过以下的结论还是可以作出的：
第一，爆发区周围海洋生物死亡，之后，适应高温和二氧化硫的生物将大量繁衍，新的生态系统逐步建立，其中可能出现新的物种。
第二，火山灰和熔岩形成巨量的沉积物，会窒息很多的生物。
第三，火山爆发形成的大量二氧化硫、二氧化碳等物质和大气中的水分相互作用，形成酸雨进入海洋。海水酸化将帮助利用碳酸钙生长的生物繁衍，其中包括叫做球石藻类的浮游植物、浮游有孔虫和翼足类软体动物，这些微小的生物是鱼类和海洋哺乳动物(包括某些鲸类)的主要食物来源，因此有可能改变整个生态系统平衡[3]。
其四、600万乘客受阻 航空业或损10亿美元。
冰岛火山自14日以来连续喷发，已给欧洲乃至世界造成了巨大影响。全球600万旅客因航班取消或延误受阻，航空业损失可能高达10亿美元。欧洲空管局表示，17日受影响的地区有1.7万航班取消，18日影响还将继续。亚太航空中心估计，全球受影响旅客人数可能多达600万人。如果火山活动持续，对航空的影响或长达6个月。亚太航空中心16日表示，火山灰云团如果再持续三天时间，可能会给航空业带来10亿美元的营收损失。国际航空运输协会16日说，由于火山灰弥漫影响空中交通，致使全球范围内的航空运营商日损失总计约2亿美元。国际航空运输协会说，航空公司需要为滞留乘客变更航班、提供食宿等支付额外费用[3]。
其五、火山灰有害呼吸系统
世界卫生组织16日表示，当火山灰降落到地面时可能会对人体健康造成危害，欧洲民众需注意自我保护。世卫组织发言人艾卜斯坦当天表示，“我们目前还不清楚这些火山灰会对人体造成哪些具体伤害，但根据我们在2005年发布的相关指南，它们对健康是非常危险的。火山灰中的粉尘微粒会被吸入肺部，并引发一些呼吸系统的问题，特别是对呼吸道疾病患者来说非常危险。”他还建议欧洲民众、特别是呼吸道疾病患者在火山灰降落到地面时尽量不要出门[3]。
其六、引发低温和降水
法新社16日援引科学家研究报道，大规模火山喷发可为地球“降温”，但眼下埃亚菲亚德拉冰盖火山喷发不足以对全球变暖趋势产生阻滞影响。但有专家担心，如果火山再继续这样爆发下去，有毒物质进入平流层，恐怕会影响到整个地球，让地球出现异常低温，最坏的情况，会让地球在长达一两年的时间里，阳光都被阻挡[3]。
根据网络资料，火山爆发时，常常喷出大量的火山特质，主要有灼热的熔岩、碎屑、灰尘、CO2、H2S，SO2及大量水蒸汽。这些喷出特质对地理环境有较大的影响，常给人类带来巨大痛苦和灾难。
火山活动对气温和降水影响较大。短时间内火山爆发的火山灰和SO2等气体呈气体溶胶状态时，产生“阳伞效应”导致气候全球变化。火山灰尘随各种风系漂移扩散，在高空形成火山尘幕影响大气透明度，对太阳辐射有强烈的反射和散射作用，致使周围大部分地区气温降低。
1988年印度尼西亚一座火山喷发致使当年北半球夏季成为“凉夏”。火山物质中上升的大量蒸汽高空冷凝，附着在火山灰与吸湿性的硫化物形成的丰富的凝结核上，空气发生剧烈对流会出现狂风，暴雨天气。
1991年菲律宾皮纳图博火山的爆发，火山灰使到达地面的太阳辐射减少，东亚大气环流产生异常，导致锋面带位置长时间地停留在我国江淮地区，造成长江流域发大水。
火山活动对周围生态环境影响较大，污染环境，摧毁建筑，危害生物。地球上最高的活火山——图彭加托火山，位于安第斯山脉南段，估计每秒钟至少有2300千克的水汽和大量的酸性气体的逸出，山谷里终日烟雾弥漫，热气腾腾，地面上有无数干裂口，释放着有毒硫化物对附近居民和其它生物造成危害。
1982年墨西哥东南部的乔纳尔火山喷出的物质覆盖地面厚达2米多，四周的12个村庄全被埋入岩尘之中，空中形成高达20千米，厚3米绕地球一周的火山灰云层，日照减少20%，使高纬度国家（欧美）异常温暖，而南亚低势带国家异常寒冷，或旱涝频繁，或风雪交加，大批畜牲畜死亡，饥民流离失所。
火山喷发诱发各种地质灾害。火山灾害中有10%是由泥石流造成的。1985年鲁伊期火山喷发，冰雪融化，引发泥石流，受灾3万平方千米，死者2.2万人。近海及海底火山喷发还伴生地震、海啸、滑坡、山崩、地陷等造成更大的灾害。
冰岛火山喷发再次敲响自然灾害的警钟！认清灾害多发趋势，掌握灾害发生规律，做好预防灾害准备。
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