投稿|汤加火山喷发≈1000枚广岛原子弹，究竟会造成什么？投稿

文 | 学术头条，作者 | 刘芳，编辑 | HS

1 月 15 日下午 5 点 10 分，汤加主岛以北约 50 公里处发生了千年一遇的海底火山喷发，迅速膨胀的火山灰像蘑菇云一般直冲云霄。20 分钟后，致命的海啸袭来，巨浪将建筑物和道路通通淹没。

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图 | 2019 年 4 月 30 日汤加火山岛·洪阿哈阿帕伊岛卫星影像

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图 | 2022 年 1 月 17 日的高分一号所采集汤加火山岛岛屿影像，图中红色区域为原岛屿所在地（来源：新华网）
这次火山喷发引发了 7.4 级的地震，火山灰蘑菇云的宽度接近5公里。火山喷发引发的声波以每小时 1200 公里的速度在太平洋上蔓延，而伴随火山灰而来的，还有每秒钟近 100 次的闪电。从新西兰、秘鲁到美国西岸，环太平洋国家纷纷发出海啸预警。诺贝尔物理学奖获得者 Brian Schmidt 及其在澳洲国立大学的同事，地球科学家 Richard Arculus 撰文表示，这次火山喷发的能量大概相当于 1000 枚广岛原子弹。目前汤加人员伤亡人数依然不详。
他们推断，这个高约 1800 米，宽约 20 公里的水下火山将自己炸的不轻。爆炸的巨大威力很可能在地球表面形成了一个暂时性的大洞，海水冲进洞里，然后从喷口径向反弹。
新西兰空军侦查机 P-3K2 Orion 传来的最新图像显示，汤加 Nomuka 岛已经被厚厚的火山灰所覆盖。由于火山喷发切断了汤加和外界连接所需的 872 公里电缆，目前通讯依然中断。

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汤加 Nomuka 岛被火山灰覆盖 | 来源：New Zealand Air Force P-3K2 Orion
汤加火山喷发 101目前全球大约有 1500 座活火山。奥克兰大学地球科学家 Shane Cronin 的研究显示，这次喷发的汤加海底火山位于 Hunga-Ha’apai 和 Hunga-Tonga 两座小岛之间，在过去十年内一直有小型喷发。在附近岛屿的沉积物中，Cronin 团队曾发现了这座火山过去两次大规模喷发的证据。研究人员将这些火山灰与 65 公里外汤加塔普岛上的火山灰沉积物进行了化学匹配，然后使用放射性碳测年确定，这座火山最近一次的大型喷发发生在公元 1100 年，也就是一千年前。
汤加火山活跃的主要原因首先是太平洋板块在澳大利亚构造板块中的下沉。当板块下沉到地幔的超热岩石中时，里面的水被涌出，上升到上面的地幔中。这使得地幔被融化形成粘性的充满气体的岩浆，为爆炸性的喷发提供了条件。

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Shane Cronin 研究团队绘制的声纳火山地形图 | 来源：Shane Cronin
Cronin 表示，通常情况下即使岩浆的温度达到 1,200 ℃，在缓慢上升到海水的过程中也会形成一层薄薄的蒸汽膜。这层薄膜会让岩浆的外表面冷却，形成绝缘体。
但是，当岩浆从充满火山气体的地下极速喷出时，海水的冷却作用就失效了。当岩浆迅速进入水中时，任何蒸汽层都会迅速破裂，使高温岩浆与冷水直接接触。