搅动半个地球的汤加海底火山

巨大的蘑菇云从海面上迅速升腾而起，海底火山爆发产生的冲击波响彻天空。虽然许多汤加人之前就有火山爆发的心理准备，但他们没有想到这次的海底火山爆发会如此突然，如此猛烈……

汤加火山爆发快速解读

汤加在哪里 汤加位于南太平洋，和澳大利亚的最短直线距离为3300多千米，其首都努库阿洛法位于主岛——汤加塔布岛。

火山爆发全过程 2021年12月20日，位于汤加洪阿哈阿帕伊岛的海底火山喷出火山灰。次日2时，火山喷发结束。这次短暂且温和的喷发并没有引起研究火山的科学家们的特别关注。2022年1月11日，汤加海底火山被认定再次进入休眠。然而，2022年1月14日该火山再次喷发，并于15日突然猛烈爆发。

当天的爆发虽然只持续了8分钟，却成为30年来全球最猛烈的火山爆发之一（爆发指数5级），仅次于1991年菲律宾的皮纳图博火山爆发（指数6级）。

火山口在哪里 这次爆发的火山口，距离汤加主岛65千米。这个岛原本是两个独立的岛屿，其中一个叫洪阿汤加，另一个叫洪阿哈阿帕伊。2014年末，这两座岛下方的火山口喷发出的大量岩浆将两座岛屿连成了一座岛。截至2022年1月15日的喷发结束时，遗留的火山口最顶端距离海面700米，直径6～7千米。

汤加消失了吗 据估算，此次最猛烈的一次爆发释放的能量相当于1000颗广岛原子弹当量。在如此强大的爆发下，汤加是否消失了呢？没有。但洪阿汤加-洪阿哈阿帕伊岛的大部分陆地被火山活动从海面上抹除，仅留下少量礁石。这次火山爆发给汤加主岛带来的影响主要是海啸对沿岸地带造成的破坏，以及火山灰对岛上交通、通信和淡水供应造成的影响。

强烈冲击波响彻太平洋 除了汤加，一些泛太平洋国家也听到了火山爆发产生冲击波的巨响。15日下午，在距离汤加海底火山800千米的斐济，一位居民在家中突然听到外面传来的巨响，一开始他还以为是打雷，但很快整栋房子开始震动，门乒乓作响。

火山爆发产生的冲击波在传播了数百千米后威力依然可怕。美国阿拉斯加州安克雷奇及其周边地区的居民在距离火山约9700千米处，听到了一系列的爆炸声，爆炸声持续了30分钟，而后续的低频噪声则持续了大约两个小时。甚至连位于北极圈的加拿大育空地区都报告听到了爆炸声，冲击波最远传到了1.6万千米之外的英国。

恐怖海啸波及很广

爆炸过后，海啸接踵而至。海啸波浪席卷汤加的所有岛屿。登陆岛屿的海啸施展着摧枯拉朽的破坏力，横扫其途经的一切。

一名岛上居民说，海底火山爆发时，她正在家中做晚饭，海水突然就涌入家中。她回忆：“地面震动，我们的房子在摇晃。一波又一波的巨响和震动接踵而来。我弟弟以为有炸弹在附近爆炸。”他们一家人慌忙逃出屋外，数分钟后，她的屋子就完全淹没在海水中，她邻居的屋子则轰然倒塌。当时周围满是人们的尖叫声，人们声嘶力竭地高喊：“快向高处跑！”

岛上民众被迫转移到地势较高处，汤加全国的通信设施遭到全面破坏，与外部连通的海底电缆也遭到破坏。很快，汤加就彻底失联。

受火山灰和海啸影响，岛上的淡水大量被污染。当局号召民众喝瓶装水，并戴上口罩以避免火山灰进入肺部——火山灰颗粒的边缘极为锋利，细颗粒的火山灰被吸入肺部后会对肺产生不可逆的损伤，或引发肺纤维化等一系列问题。火山灰中还含有二氧化硫，溶于水会形成有毒的硫酸。

汤加海底火山喷发后，其引发的海啸波浪先后抵达澳大利亚、新西兰、日本以及北美和南美的西海岸。海啸在火山喷发5个小时后抵达新西兰，约10小时后到达阿拉斯加;日本部分地区出现了近3米高的海浪;在秘鲁，有两人死于海啸波浪。

海啸波浪的破坏力远非普通波浪可以比拟。普通波浪上岸后，顶多向前运动15秒就会返回大海;而冲击澳大利亚沿岸的海啸波浪向岸上持续移动了15分钟，然后又过了15分钟才完全返回大海，造成了混乱和巨大损失。

为什么汤加海底火山喷发产生的海啸波浪跨越重洋，在南美等国家沿岸登陆后，依然能够造成不同程度的破坏呢？

汤加海底火山爆发引发的海底滑坡和海面气压变化，是造成海啸的两大原因。海啸的波长长达数百千米，波长越长越不容易受海底表面凹凸或障碍物影响，因此传播距离也越远。当海啸波到达沿岸地区时速度会降低，后续的海啸波不断追上前方的海啸波。就这样，一个个海啸波叠加在一起，达到岸边时就形成了动辄十米高的海啸巨浪。

为什么这其中没有中国的海啸报告？其实，中国的海事监测部门第一时间就监测到了汤加海底火山引发的海啸波，但是海啸波到达中国时只引起了20厘米高的浪潮。

为何会发生大爆发？

汤加海底火山坐落于环太平洋火山—地震带上，曾在2009～2021年间多次小规模喷发。

汤加海底火山需要900～1000年才能充满岩浆，因此这次火山爆发被形容为千年一遇。随着大量岩浆冷却并结晶，岩浆内部会积累大量气体，导致岩浆内部压力逐渐升高，岩浆也变得不稳定。这就好像一瓶香槟酒。香槟是一种气泡酒，在灌装香槟时工人会向瓶中加入白砂糖，让酵母在瓶中二次发酵，产生气体从而让香槟酒起泡。如果糖加多了，瓶内气压过高，那么瓶塞就会被弹射出去。类似的过程也发生在海底火山内部。

既然火山位于海底，那么为什么海水没能阻止火山喷发呢？冰岛等国家也有海底火山，一般情况下，它们的岩浆都是缓慢流出的。岩浆外部有一层水蒸气将高温岩浆和低温海水隔绝开来，岩浆会在海水中安静地慢慢变凉。然而，如果岩浆内部压力很大，喷发的速度过快，高温岩浆冲破水蒸气，直接与冰冷的海水接触，那么受岩浆高温加热而快速汽化的海水会瞬间爆炸。岩浆被爆炸撕裂，高温的内部再次暴露于冰冷的海水中，从而引发连锁爆炸。这种因高温物体和低温物体充分接触而产生的连锁爆炸过程，被称为“燃料-冷却剂相互作用”。核电站反应堆的炉心熔解后，高温的炉心物质与低温的冷却水接触，也会产生类似的连锁爆炸。

2022年会成为“无夏之年”？

佚名编撰的《宋史全文》卷三五中记录下了这样一句话：“宝佑五年（1258年）西湖冰合。”短短几个字，让读过的人在脑海中构想出杭州西湖湖面完全冻结的空前景象，并为之深深震撼。是什么让位于江南的杭州西湖完全结冰？答案可能是因1257年印度尼西亚的萨拉马斯火山爆发所导致。火山喷发引起了后续一段时间全球平均气温下降，并导致夏季消失，冬季更冷，这被称为“无夏之年”。

一般规模的火山喷发，喷发出的火山物质大多数停留在对流层。对流层的空气运动活跃，火山物质最多只停留数月，就会被降水带至地表。然而，一些猛烈爆发的火山能将火山物质抛射到更高的平流层。如果火山物质进入这个大气区域，那么它们就能在此长期停留，并反射太阳光，从而使全球气温降低。最近的一次影响全球气温的火山喷发是1991年的菲律宾皮纳图博火山喷发，它向平流层输送了约2000万吨二氧化硫，导致全球平均气温下降了0.6℃。

汤加海底火山的喷发柱将大量火山物质喷射到平流层中，一些人猜测这会导致另一个无夏之年。但有计算表明，汤加海底火山喷发向平流层注入的大约40万吨二氧化硫不足以产生任何全球降温效应，但可能在南半球产生降温作用，导致冬季略微降温。生活在南半球的人们可以在喷发几个月后看到紫色的日落。

但汤加海底火山喷发真的不会对气候产生影响吗？这个问题的回答并非绝对。

汤加火山爆发后，科学家借助卫星数据，发现大气中出现了一圈圈不寻常的涟漪纹样。先前的所有火山喷发都没有出现过类似的涟漪，这种涟漪具体是如何形成的？

这种涟漪由数十个大小不等的同心圆构成，其中每一个圆形都代表了在大气中快速移动的波，最大涟漪的半径达1.6万千米！这些波从海面一直延伸到大气的电离层。气象学家解释说，这些波名为大气重力波，只有大气受到垂直而非水平扰动时才会产生大气重力波。

虽然汤加火山的猛烈爆炸过程短暂，但它对大气产生的影响却是持久且复杂的。大气重力波会干扰热带地区风向的周期变化，未来一段时间内，包括欧洲在内的许多地区气候还是会受到影响。

绝大多数火山位于海面下

每年地球上发生的火山喷发事件，约有80%来自海底火山。海底火山会定期喷发，由此造就的新地质结构成为深海生物的栖息地。2009年，科学家发现了迄今最深的海底火山喷发事件，这座也位于汤加附近的深海火山名为西马塔火山，其喷发位置距离海平面1219米。