近日，南太平洋岛国汤加发生大规模火山喷发，引发的海啸波及整个太平洋沿岸地区，多个国家发布海啸预警，灾害后续影响引发全球关注。“火山喷发会不会引起粮食减产？”“会不会引发更大的灾害？”带着诸多疑问，《科技周刊》记者采访了著名火山地质学家、中国地质调查局南京地质调查中心研究员、江苏省地质学会顾问陶奎元。
双重因素叠加，汤加火山喷发等级本世纪以来最强
我们大多数人可能都没有亲眼见过火山喷发，但实际上，火山喷发离我们并不远，全球有几百座活火山，有的每天都活动。为何这一次的汤加火山喷发，危害程度尤为严重呢？
陶奎元告诉《科技周刊》记者，汤加地处西南太平洋板块俯冲边界上，位于环太平洋地震带的地壳活动强烈区，拥有“地球第二深”的汤加海沟。基于这样特殊的地质位置，该地区本就火山和地震频发。而这次爆发的火山更为特殊，位于海底。“相比陆地上的火山，海底火山喷发后，高温会雾化产生很多的气体，加上超过1000℃滚烫的岩浆与海水发生的水热爆炸，双重因素导致这次火山爆发强度明显。”陶奎元说。
陶奎元介绍，判断一座火山喷发的影响首先要看其强度。火山喷发的强度有一系列评级标准，最常用的是火山爆发指数（VEI），由美国科学家于1982年提出。这个指数按照喷发物的流量来判断，分为0级到8级，对应喷出物流量从0.00001立方千米到1000立方千米。每增加一级，喷出物流量增加为十倍。或者分为几种经验等级，从最缓和到最猛烈依次为夏威夷式、斯通波利式、伏尔坎宁式、培雷式、普林尼式和超普林尼式。
公开报道显示，此次汤加火山喷出的火山柱高达20多千米，结合火山爆发的声音，以及引发海啸的规模等，初步判断其火山爆发的等级为普林尼式，估测VEI强度为5～6级，属于本世纪以来最强。由此对全球气候产生的影响是非常巨大的，陶奎元表示，强烈的火山喷发产生大量的火山灰会冲入平流层，逐渐积累后，就会遮蔽太阳。就好像是给陆地撑起了一把“遮阳伞”，导致气候的变化，进而影响农业。
另一方面，判断火山喷发的影响还要看其岩浆的成分。陶奎元举例，如果岩浆的成分是玄武岩，其二氧化硅的含量比较低，只有50%左右。在这种情况下，岩浆是“流淌”出来的，流淌的速度不会很快，是可防易防的。而像汤加这次的岩浆成分为流纹岩，这种酸性的火成岩，二氧化硅的含量近70%，岩浆中包含大量气体呈“喷出”状，喷出的时候就会爆发在空中形成一个蘑菇云，包含很多火山灰，爆发速度快、危害大，也难以防护。
引发多重危害，全球气候是否变化还需观测
对于这一罕见火山喷发将对气候产生的影响，有网友称，可能导致全球寒冷，甚至出现“无夏之年”。
历史上的“无夏之年”特指1816年，当年全球温度异常偏低，寒冷使得当年作物收成基本无望，从英国、爱尔兰、威尔士到德国，四处都是受灾的难民和乞丐，社会动荡不安。这一灾难的肇事者是1815年印度尼西亚的坦博拉火山爆发，也是有记录以来最大规模的火山爆发。当时喷出的火山灰随着大气流动遍布全球，导致整个地球的平均温度下降约0.5摄氏度。这场自然灾害在东南亚造成7.1万人死亡，其中1.1万-1.2万人直接死于火山爆发，其余人则是死于饥荒和疾病。而万里之遥的欧洲，饥荒造成超过20万人死亡。
陶奎元认为，从目前汤加火山的喷发情况来看，喷发强度和规模远小于当年坦博拉火山爆发，喷发物仅为坦博拉火山的1/100左右，只要后期没有更大的喷发，2022年的气候不会受到多大影响，把汤加火山喷发跟“无夏之年”联系起来，过于耸人听闻了。
而且要对全球平均气温造成可观测和识别的影响，火山喷发进入平流层的二氧化硫至少需数百万吨以上。而根据欧空局全球大气污染监测卫星的估算，本次汤加火山爆发大概有40万吨二氧化硫进入平流层。总体而言，这一数值距离可以对全球气候有所影响，还有非常大的差距。
除气候上的影响外，海底火山喷发还要警惕海啸的危害。“想象一下，突然从天上掉下来一个巨大体积的物体，砸在池塘里，会溅起巨大水花。火山喷发，火山物质混到水里，同样会产生类似反应。”陶奎元说，不过汤加火山对中国的影响不会太大，一是因为距离相对较远，二则因为汤加与中国之间有很多岛屿、大陆，中国大陆边缘还有很多岛礁，这些都会削弱海啸对中国的影响。
中国自然资源部海啸预警中心消息也证实了这一问题，中国沿海海域在北京时间1月16日凌晨监测到海啸波，最大波幅约20厘米，未对沿岸造成灾害性影响。
此外，还需警惕火山喷发的火山灰与有毒气体会加剧大气污染和各种污染物之间的相互作用而成为严重污染源。喷发形成的酸性水蒸气对人畜皮肤和呼吸系统造成伤害，对建筑物、金属、文物等均有腐蚀性。酸性水蒸气还会冷凝形成酸雨严重影响生态环境，植物、农作物会遭到破坏。
科学预测预警，要重视监测我国活火山
既然火山喷发危害如此之大，那可以提前预测吗？陶奎元给出了肯定的答案。“近20-30年来，随着科技手段的进步，火山喷发的预测工作已经得到逐步加强，所以由此带来的伤亡远远比以前少了。” 陶奎元介绍，近一万年中曾有过喷发的火山被叫做“活火山”，我们国家境内有多座活火山，如黑龙江五大连池老黑山火山、云南腾冲火山、吉林长白山天池火山等都属于活火山，有喷发的可能，在这些地点都建设了相应的监测站。
在这些火山之中，尤为需要注意的是长白山天池火山。陶奎元告诉记者，因为该火山岩浆二氧化硅含量高，一旦喷发将是爆炸性的，要引起重视密切监测。
“火山爆发前，会有水文、水温的变化以及动物的异常，有时还会伴随‘微地震’，密切监测这些现象，再叠加一些科技手段，就有可能预测到火山的喷发。”陶奎元坦言，这种监测水平和预防能力与国家的发展水平息息相关，很遗憾，汤加并不具备这种监测条件。
在江苏省内，其实也“暗藏”着不少火山。陶奎元介绍，如大家熟悉的六合桂子山、瓜埠山、江宁方山、句容方山均为死火山。
如果真的遇到火山喷发该如何避险？“肯定要尽可能远离火山，前往安全的地方。”陶奎元说，此外还可以准备一些防护工具，保护外部皮肤，捂住口鼻防止吸入有毒气体。陶奎元曾多次到日本交流学习，他注意到当地火山避险教育相对全面，当地政府会定期组织演习。陶奎元坦言，江苏由于距离活火山较远，这方面的教育相对缺失。他表示，六合桂子山、瓜埠山均为国家地质公园，建有博物馆或科普馆，仪征捺山也是地质公园设有火山科普知识、火山爆发演示等，青少年科学爱好者可利用闲暇时间赴以上地点开展火山研究。
链接
江苏是我国火山分布最多最集中的省区之一。在江苏，这几座火山值得关注。
1、南京六合区方山
方山，位于南京市六合区有着“雨花石之乡”美称的横梁街道内，海拔188米，呈圆头截锥状。山体下部是砂砾岩底座，其上为玄武岩组成的火山锥。山顶内部凹陷，是火山口位置所在。火山口呈漏斗状，底部直径200米，上部直径约600米，火山口外围熔岩高耸，构成了火山垣。火山垣北面有一缺口，为火山喷发时的熔岩流出口。
2、苏州姑苏区虎丘山
苏州虎丘山的人文历史可追溯到2500年前，春秋时期，这里是吴王阖闾的离宫所在，其死后亦葬于此。始建于五代的虎丘塔，斜而不倒，是苏州的标志性历史建筑。虎丘的自然地质史则更充满传奇，它曾是海湾中一座随海潮涨落而时隐时现的小岛，故又名海涌山。而在此之前，它的最初形成，则要上溯到侏罗纪的一次火山爆发。
3、南京江宁区天印山
天印山为中新世喷发的古火山，海拔100米以下的山坡，分布红色砂岩和砂砾岩，构成火山锥的基底。山体中部地形突然陡立，直至山顶，为火山锥的主体，由火山碎屑锥和复式岩两部分组成。火山碎屑锥底座直径约700米，上部直径约300米，垂直高差约50-70米，主要由火山角砾岩、集块岩、火山弹组成，显示火山早期的强烈爆发。
4、南京六合区桂子山石柱林
火山岩在急速冷却凝固过程中会形成柱状节理，即火山石柱林景观。这是因为理想状态下，平坦的熔岩冷凝面上，会因熔岩是均质的，形成规则的间隔距离相等的收缩中心。在收缩过程中，因为120°的交角是物理上最稳固的排列方式，在平面上就会呈现六边形，在垂直于冷凝面的方向上就形成规则的六棱柱。
