黄石公园火山爆发在即吗?

时间:2012-01-31 15:44 来源:果壳网 作者:Topaz

流言: 英国《每日邮报》报道,美国黄石公园里的休眠火山很可能已经进入活跃期,超级火山爆发一触即发。英国科学家用计算机进行了模拟演示,一旦这样的超级火山爆发:美国2/3的国土可能将“面目全非”,火山爆发周围1000平方千米内,90%的人都将无法幸免于难。在三到四天内,大量的火山灰就会抵达欧洲大陆,飘荡在天空的火山灰将会使地球的年平均气温下降10℃,地球北极则会下降12℃,这样的寒冷气候至少会持续6至10年。世界各国很多家媒体对此进行了转载报道。

真相: 关于“黄石公园超级火山即将爆发”的报道无疑是又一次的媒体炒作。使用耸动的标题,描绘模拟的恐怖爆发场面,还断章取义的摘抄对“爆发说”有利的证据,最后才告诉你:以上这些都是YY,专家说目前的证据并不能说明黄石公园的火山即将爆发。甚至许多媒体在转载和报道的时候,干脆将最后的专家解释省去,有意无意得地和2012扯上关系。那么,目前的证据说明了什么呢?我们该如何正确解读这些数据呢?

炒作证据——地面隆起是怎么回事?

炒作者的主要证据来自2010年12月3日《地球物理研究快报》上面刊登的有关黄石公园地面隆起的研究论文[1]。事实上,这篇论文可以看作是2007年11月9日《科学》杂志中另一篇论文的后续工作[2]。2007年《科学》杂志上的论文报道,从2004年到2006年之间,黄石公园火山喷口上方的地面以每年约7厘米的速度隆起;而2010年12月3日《地球物理研究快报》则进一步指出,从2007年到2009年,该地区地面的隆起速度又大大减小,最多不超过每年2厘米。

地面隆起可能有多种因素造成。一方面,大量来自深部的岩浆流入岩浆房,会导致岩浆房发生膨胀拱起地面;另一方面,岩浆在冷却结晶时会释放出一些气体(二氧化碳、水蒸气等),这些气体会使地下的热液系统压力增加,而对地面有抬升作用。这两种情况发展到一定程度都可能引起火山爆发。但是,目前并没有更多的研究能够确切指出究竟发展到什么情况下火山会爆发,这两篇论文本身也都没有就黄石公园火山爆发做出任何预测。2007年《科学》杂志的论文指出“来自深部的岩浆对岩浆房的补充是黄石公园地面加速抬升的主要原因”,“这种地面的快速抬升可以作为火山朝着喷发不断发展的重要证据,但是它并不能说明火山喷发迫在眉睫”。2010年《地球物理研究快报》的论文则仅仅指出“自2007年以来黄石公园地面抬升减速可能与频繁的地震有关,这有利于我们深入了解岩浆和热液流体的相互作用,从而对火山危害进行更有效地鉴别”。

借鉴此前的地质证据,我们可以进行一些初步分析。该论文的合作者Smith提到,在过去1.5万年中,黄石公园下面的岩浆房可能一直处于“膨胀—收缩”的循环之中。这导致地面曾有过多次的起起落落。而在此期间,黄石公园的火山并没发生爆发。比如,在1976年至1984年之间,该火山喷口曾持续上升了大约18厘米,但它在随后的10年下沉了大约14厘米[3]。从2004年开始的这次地面隆起,更像是又一次岩浆房的“膨胀—收缩”循环,因为从2007年至今,地面隆起速度已经大大降低甚至停止。

地面隆起就意味着火山即将爆发吗?

火山是一个非常复杂的系统。对一个火山来说,首先要有来自地球深部和软流圈的岩浆上升,在地下某处形成巨大的岩浆房。在岩浆房内部,岩浆、半融的岩石、水蒸汽、二氧化碳、以及其他各式各样的气体混合在一起。随着成千上万年的岩浆持续输入积累,这个岩浆房变得越来越大,里面的压力也越来越大。上面的陆地就像是岩浆房的顶盖,逐渐被拱起,顶盖也慢慢变薄。接着,这个顶盖的边缘开始有了一些裂隙。当岩浆房的压力一旦通过这些裂隙开始释放,剧烈的连锁反应就会出现,像是打开了一瓶摇晃过的可乐那样,溶解的气体会带着岩浆、碎石爆炸式地喷薄而出 [4]。

要想准确地对火山喷发进行预报,需要对上述的各个环节进行综合地考虑。比如,深部岩浆向岩浆房输入的流量、岩浆房的深度(顶盖厚度)、岩浆房积累的压力等等。除此之外,每个火山都还有其各自独特且复杂的地质条件限制,包括地震、构造变动等等。正因如此,准确地预报火山爆发才显得非常困难。目前对于火山爆发还不能做到像天气预报那样,科学家们只能通过对地震、地表形变、释放的气体等的监测,做一些火山爆发的初步警报。

综合看来,黄石公园的火山也许并没有想象那么危急。还有研究者指出,黄石公园下面的岩浆房大概在地面之下7~10千米的深处,这么厚的顶盖目前看来还是相对安全的。此外,黄石公园每年发生大约3000次地震,这些地震在岩石圈中制造出一些断层和裂隙,也可能帮助一些岩浆和气体逃逸,进而释放岩浆房的压力。

美国地质调查局也专门对此进行了澄清,称“发生在过去5年内的地面隆起和过去2年内的地震频发,对于一个像黄石公园这样的大型火山喷口而言,是非常常见的,并不能表明火山即将喷发。而且,论文作者也表明在过去一年中,地面隆起已经停止。”[5]

结论:谣言破解。 火山是一个复杂的系统,单一地依靠地面的隆起和沉降对火山爆发进行判断是不科学和不全面的。由于火山爆发预测的复杂性和独特性,对于黄石公园火山,我们能肯定的只是——目前的证据无法表明它即将爆发。而对此的不实报道是因为媒体歪曲了科学家的研究结果。

参考资料:

[1] Chang, W.-L., Smith, R.B., Farrell, J., and Puskas, C.M., 2010, An extraordinary episode of Yellowstone caldera uplift, 2004-2010, from GPS and InSAR observations: Geophysical Research Letters, v. 37, L23302, doi:10.1029/2010GL045451.

[2] Chang, W., R.B. Smith, C. Wicks, C. Puskas, and J. Farrell, 2007, Accelerated uplift and source models of the Yellowstone caldera, 2004-2006, From GPS and InSAR observations, Science 9 November 2007: Vol. 318. no. 5852, pp. 952 - 956 DOI: 10.1126/science.1146842.

[3] Yellowstone Has Bulged as Magma Pocket Swells

[4] When Yellowstone Explodes

[5] Information about Recent Media Coverage of Yellowstone Volcano

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