位于南太平洋西部的岛国汤加（The Kingdom of Tonga）近日备受关注，这个由173个岛屿组成的地震与火山多发的岛国，于1月14日、15日经历了两次大型的海底火山喷发。由于爆炸程度之烈、波及范围之广，不少人猜测，这可能成为继1815年印度尼西亚坦博拉火山爆发后的第二个“无夏之年”。

关于此次汤加火山喷发，其影响到底有多大？如何判断后续是否还有更大的喷发？火山喷发是可预警的吗？“千年一次”的喷发前，曾有那些预兆？本刊专访了奥克兰大学火山学教授肖恩·克罗宁（Shane Cronin），他与其他研究者曾在2015年前往汤加进行火山勘测，他不光在密切关注汤加火山此次的喷发，对其历史也多有研究。

《三联生活周刊》：1815年印度尼西亚坦博拉火山喷发后，北半球天气出现的严重反常，出现了“无夏之年”。从最新情况看，此次汤加洪阿哈阿帕伊岛（Hunga Tonga-Hunga Ha'apai）火山喷发对更大范围内的海岸线和气候会产生影响吗？Shane Cronin：我认为不会。此次汤加火山喷发的时间太短了，没有产生足够的二氧化硫，如果要发生1815年那样的影响，需要的二氧化硫量大约是现在 40 或 50 倍。这次喷发产生的二氧化硫量，只到产生全球影响所需量的 1/10，不太可能对全球气候产生长期影响。

我们还在继续关注汤加火山在未来的活动迹象。如果能监测到火山灰样本中的岩浆新旧情况，就能判断是否还会有后续大喷发。但我们目前还没收到火山灰烬的样本，所以不确定是否还会有新的大喷发。

当地时间2022年1月15日，日本气象卫星“海马8号”拍摄的卫星图像显示，汤加海底火山喷发。据法新社报道，14日火山猛烈喷发后，该地区随后发生海啸，浪高约30厘米。15日，该地区再次发生海啸，浪高一度达到1米2。（视觉中国供图）《三联生活周刊》：此次喷发会给当地的气候和生态造成什么影响？

Shane Cronin：目前，超过 2 厘米的火山灰落在了汤加南部和中部的大部分地区。火山灰会对水、尤其是饮用水产生影响，因为汤加的人们主要从屋顶取水，而火山灰会导致酸雨，进入饮用水箱。现在汤加刚下过大雨，如果雨足够大，酸性会有所稀释，但肯定还是会有影响。酸雨还会烧掉植物的叶子。另外，火山灰本身也会对植物和农作物产生影响，比如覆盖植物后，叶子无法见光死亡。

《三联生活周刊》：此次汤加的海底火山是如何形成的，历史上有什么喷发规律？

Shane Cronin：因为太平洋板块的俯冲，沿着新西兰北部一直到萨默维尔，几乎每隔一百公里就有一座火山，由此成为了太平洋火山链的一部分。汤加火山也在这条火山链上，非常活跃，其所在的火山弧是世界上俯冲速度最快的火山弧之一。

从地质学研究来看，这里以前发生过两次大喷发：一次是公元200年，一次是公元1100年。这些大喷发之间，有许多小喷发。近期来看， 20世纪70、80、90年代，以及2009 年和 2014/15 年，这里都出现过小喷发过。这种小型喷发代表着岩浆系统可能正在缓慢地自我充电，为大型喷发做准备。

2015年汤加火山喷发，喷出物形成了一个新的独立岛屿，将两个岛屿（Hunga-Ha'apai 和 Hunga-Tonga）连接在了一起，也就是这次喷发的火山。（Credit: New Zealand High Commission, Nuku’alofa, Tonga）

《三联生活周刊》：和这一次喷发相比，2009、2014/15那两次喷发规模如何，有什么长远影响？

Shane Cronin：那两次规模很小，影响也比较局部。从趋势上，火山喷发的规模一直在慢慢变大，2014/15 年的喷发就比 2009 年的大一点。那次喷发从2014年12月开始，喷发了整整5周，喷出物形成了一个新的独立岛屿，将两个岛屿（Hunga-Ha'apai 和 Hunga-Tonga）连接在了一起，也就是这次喷发的火山。

我们在喷发10个月后去了现场考察，想通过追溯新岛屿的侵蚀速率，探寻这一地区火山活动的历史。因为海边没有礁石，海浪很大，所以上岛非常困难。上去后，虽然岛上无人居住，但我们还是靠帐篷和自备的生活必须品呆了大约五天。通过测量，我们在海浪下方约150m 处发现了一个隐藏的“火山口”，直径约 5 公里，底部直径约20公里。火山从海底到顶部的高则在1800米左右。当时，在不到三周的时间里，风已经在这里塑造了一个新的火山锥（火山喷出物在喷出口周围堆积而形成的山丘）。但今年1月15日这次的喷发后，圆锥消失了，火山口变得更深了。

《三联生活周刊》：不少媒体称，这次汤加火山爆发的能量等于1000颗广岛原子弹。这种说法科学吗？

Shane Cronin：美国航空航天局分析称，这次爆炸的能量相当于500 枚广岛炸弹。但是，炸弹只有一个爆炸源，而火山有不断累积的岩浆，随着爆炸又产生更多岩浆，这是一个持续的爆炸过程。因此，很难将火山爆发的能量与原子弹相提并论。不过，就整体能量而言，二者可能是相似的。

2015年鸟瞰图中显示的此次发生火山喷发的火山岛（Brendan Hall）

《三联生活周刊》：具体来讲，此次喷发，爆炸程度有多强？

Shane Cronin：因为还没有收到现场物质的样本，我们还不能确定准确的级别。不过，目前观测到的喷出物达到的高度和云量，按照火山爆发指数（Volcanic Explosivity Index，简称VEI），我推测此次火山喷发的级数大概为五级（编者注：人类可考历史上，地球最大型的火山爆发强度为8级，最近一次8级强度的火山爆发是26,000年前的陶波火山爆发。根据维基百科，过去1万年来，全球共发生过的5级强度火山爆发为166次，6级为51次，7级为5次或7次，8级0次）。

以喷出物到达大气的高度而言，这次喷发向上产生了非常高的羽流。顶部高约 55 公里，这是自 1991 年菲律宾皮纳图博火山喷发以来，测量到的最高羽流。喷出物如云和火山碎屑等的总量有约1立方千米左右。

按照这个喷出量，再继续喷发2到6 个小时，就能达到6级。6级的火山喷发会产生什么影响？皮纳图博火山喷发是6级，曾造成全球平均气温在两年内降低0.5摄氏度。

《三联生活周刊》：不少学者认为，海底火山这样大规模的喷发相当罕见，为什么？

Shane Cronin：海底火山通常更深，一般1、2公里深的海水，就能压制住爆炸，即使喷发物喷出水面，也会浮在水上，不会出现这样的爆炸。事实上，世界上很多海底火山都喷发过，只要不冲破水面，规模就不会这么大。

但这次喷发的火山，火山口离海平面很近，上方只有大约150到250米左右深的海水，无法抑制岩浆的膨胀。爆炸时，岩浆块温度约1,100 ℃，接触到了温度约 20°的海水后，会从液体变成蒸汽，体积膨胀大约70倍。水在这中间的角色就像燃料一样，不断助长火山的喷发。我们将它称为“燃料-冷却剂相互作用”，类似于武器级的化学爆炸。

2015年的声呐测绘绘制的海底地形图（Simon Barker）

此次火山喷发的海水，不足够压制岩浆，但又足以为正在进行的爆炸提供燃料，因此为喷发提供了完美的条件。爆发的能量，将水推向火山的侧面，产生了一系列海浪冲击波，引发了远距离海啸，同时也将空气向上推了出去，变成了气压波，在世界各地传播。

因此，陆地上的火山产生这种规模喷发的话，爆炸程度也会很强，但相比这次的海底火山来说，（没有海水作为燃料）反而会好一些。

《三联生活周刊》：为什么爆炸程度这么强，这和喷发火山的地形构造有什么关系？

Shane Cronin：这场喷发在全球范围内都是很不寻常的，是典型的叙尔特塞风格（Surtseyan）。这种喷发得名于冰岛外海的一座从海底喷发形成的新岛屿，其特点是，从浅海或湖水中喷发，快速积累的岩浆与水、蒸汽发生作用，产生爆炸。那次冰岛外海的喷发后，此类喷发已经很久没出现过了。

《三联生活周刊》：火山喷发有什么有效的监测和预警机制吗？

Shane Cronin：从2021年12 月 20 日，汤加火山就有了活动迹象，发生过一些小规模的爆发，到了12 月 30 日，喷发产生了高达 8 公里的羽流。随后，2022年1月，火山再次活动，都是一些较小规模的喷发，1 月 13 日，又发生了一次较大喷发，喷发高度达到 13 公里。14 日，喷发继续。最终，1月15 日，大型喷发发生了。

因此，去年12月的小型喷发，并不是单独事件，而是这次大型喷发的开始。不过，虽然我们注意到了这些持续的喷发，也注意到了喷发规模越来越大，很担心大喷发会发生，但无法准确判断是什么时候。

当地时间2022年1月18日，卫星图像显示汤加火山喷发前后对比，住宅和建筑覆盖火山灰。（视觉中国供图）

一般来说，这样规模的火山应该是会有监测的，地震也可以成为监测火山爆发的指标。世界范围内的许多火山都受到了很好的监测，包括海底火山。但问题是，汤加没有任何地震仪，无法探测到地震，因此，对于这类远离民居的火山，只能通过船只或卫星图像进行监测，很难做预测。未来，汤加需要添加地震仪和其他监测设备，以帮助当地人得到正确的警报。

《三联生活周刊》：除了破坏之外，火山的喷发也会带来一些积极影响吗？

Shane Cronin：会的。长期来看，火山灰会增加土壤肥力，落入海洋时的灰烬，一开始会造成鱼类的损失和死亡，但以后也能起到“施肥”作用，有益于海洋中的浮游生物和植物，带来新一轮生命的重生。

《三联生活周刊》：人类要如何应对这样的灾难？

Shane Cronin：以汤加为例，在居民区，要有不同的水资源供应途径；要有多种能量来源，保证必要的电源供给；还要有不同的通信来源，保证通讯畅通。对火山的警报也应该更加警惕，要围绕火山建立监测点，将监测设备添加到有人居住的公共区域里，进行更多监测工作。