海底火山 -海底火山爆发小实验的原理

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原标题：汤加海底火山喷发，细数改变人类历史的四次火山灾难

原创 小画君 中国画报出版社 收录于话题 #“萤火虫”书系 79个

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据媒体报道，南太平洋岛国汤加的洪阿哈阿帕伊岛海底火山发生剧烈喷发，同时引发了海啸。

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卫星照片显示，火山灰、蒸汽和气体在当地太平洋蓝色的海面上空升腾而起，巨大的声响远在美国阿拉斯加都可以听到。

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种种迹象表明，这场火山喷发有可能是1991年菲律宾皮纳图博以来，全球最强的火山喷发之一。

自远古以来，火山灾害就一直威胁着人类的安全与生存。从因维苏威火山爆发而毁灭的庞贝古城、圣海伦斯火山爆发引发有史以来最大山体滑坡、以及鲁伊斯火山爆发瞬间摧毁了阿尔梅罗小镇......

接下来我们就来看看，火山爆发给人类造成过多少毁灭性的灾害，在大自然的狂暴与无情面前，人类又如何齐心协力组织救援，以及科学家们如何竭尽全力帮助各国更好地应对即将面临的灾难。

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维苏威火山爆发

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维苏威火山爆发之前，庞贝一直是罗马重要而又繁荣的聚居地。直到这座城市遭遇了有史以来最具毁灭性的天灾之一。

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▲ 庞贝古城复原图

公元79年8月，坎帕尼亚地面多次震动，这一现象持续了一个多星期，但是由于震动频率过高而为人们所忽视。

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8月24日，一个怪异的平静的上午过后，维苏威火山爆发，力量惊人，首先喷发出一团火山岩浆云，火山岩浆向火山周围散开，并上升到14公里的高空，开始在庞贝城上空飘下火山灰。

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火山持续喷发出火山岩浆。这些岩浆在地球大气中遇冷凝固，变成火山砾、硬化熔岩，雨点一般从庞贝城上空落下。

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大多数人开始逃离庞贝城，但是，有些人，包括老人和孕妇在内，仍然留在城内。

▲ 维苏威火山云汹涌地喷向长空，高度可达21英里，遮天蔽日

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由于火山爆发规模大、强度大，碎片残骸开始造成萨尔诺河以及附近的港口阻塞。港内船只受困，海上的船只则无法入港。

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大块大块的浮岩（一种火山岩）从火山云中落下，此时火山云遮住了太阳。庞贝城的街道掩埋在浮石、火山砾及火山灰之下，建筑物纷纷在重压之下被压碎、摧毁。

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8月25日凌晨四点，维苏威火山上方的火山柱石猛烈崩塌，火山碎屑流（超热的火山灰和气体） 滚下山坡。

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第一波火山碎屑流冲入赫库兰尼姆城，城里留下来的所有生命无一幸免于难。

▲许多庞贝人死于非命，湮灭于这座火山灰下长达数个世纪。考古遗迹让大量的史实重见天日

一小时后，第二波更大、更烫的火山碎屑流掩埋了赫库兰尼姆城。

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越来越多的火山碎屑流涌入庞贝城。滞留在庞贝城的每一个人，都被无情地砸死、烧死或闷死。

上午八点，最后一波极具破坏性的火山碎屑流袭击了庞贝城，摧毁了几乎所有建筑的顶楼。

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这波火山碎屑流威力极大，一直冲击到斯塔比亚，甚至冲击到那不勒斯的部分地区。

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▲庞贝古城大多数建筑物的第二层都被摧毁

火山最后一次喷发结束，一场大火和暴风雨接踵而至。维苏威火山200米高的顶峰被击得四分五裂。

天开云散之去，维苏威火山的景色却完全变了样，火山上覆盖着白雪似的火山灰。

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维苏威火山的爆发将赫库兰尼姆、庞贝和斯塔比亚三座城市夷为平地，令这里的人口急剧减少，人们一度引以为傲的辉煌也随之遭到毁灭。

圣海伦斯火山爆发

这座2950米高的火山位于华盛顿州西南部，自1980年3月初以来，一系列地震唤醒了这座沉睡许久的火山，其中一次地震的震级为4.2级。

3月27日，火山的结构变化主要发生在准火山爆发之后，喷出的火山灰高达2134米。

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人们挖掘出圣海伦斯山火山口，接着又出现了一座火山口。

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许多相对小一些的火山继续在爆发；两三周之内，北侧出现了一个每天增长两米的凸起之处——人们称之为潜圆丘（cryptodome）。

火山的内部岩浆在上升，岩浆发现了火山的弱点，并向外施加压力，但由于岩浆堆积太高，北边不堪重负崩塌了。

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北面火山碎片以高达每小时250公里的速度崩塌。超过2.5立方千米的沉积物向北部山脊和西部山谷倾泻而下。

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▲圣海伦斯火山是人们最早全面拍摄到的火山爆发之一，这次火山爆发伴随着有史以来最大的山体滑坡

由于火山北侧显露出来，潜圆丘消失了，层状火山的岩浆系统承受的压力突然减少。火山在山顶处爆发；山体滑坡时，发生了第二次爆炸。

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经过100年的沉寂，圣海伦斯火山以最剧烈的方式复活了。

火山北侧爆炸的速度为每小时482公里，而火山灰则被喷上约2.5万米的高空中。

短短数分钟内，火山碎屑流将370平方公里的地区夷为平地，同时火山灰飘到美国11个州的高空。

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▲火山爆发后，灵湖郁郁葱葱的森林不复存在

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据说，这次火山爆发的威力相当于2400万吨TNT炸药，爆炸过后，火山周围地区被摧毁，57人当场死亡。

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火山爆发也永久地改变了地貌，导致动物死亡，土壤流失，清澈的湖泊受到污染。

不过，对于火山学家来说，圣海伦斯火山喷发非常有助于理解这种成层火山喷发的方式，该地区已经变得至关重要。

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鲁伊斯火山爆发

当地人把内瓦多·德·鲁伊斯火山称为“沉睡的狮子”。

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鲁伊斯火山是安第斯山脉的一部分，作为环太平洋火山地震带的一部分，鲁伊斯火山位于赤道以南300英里处。

自1845年火山爆发造成近1000人死亡以来，这座火山已经沉睡了140年。

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▲科学家之前曾警告当局，这座火山随时可能爆发

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1984年下半年，鲁伊斯火山地带的地质活动开始引起科学家们的密切注意。

1984年12月，发生了两次里氏3—4级地震。其他迹象还包括积雪上的火山灰和硫黄沉积物，以及山顶上出现的一个较小的新火山口。

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据说，火山每天排放5000吨二氧化硫，1984年9月，地震造成岩石崩塌，巨石堵塞河流。

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1985年5月4日，报纸记录了更多的谐波地震，这些地震通常与向上喷发的岩浆流有关。

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▲灾难过后，泥石流造成的破坏

阿尔梅罗市长要求居民疏散撤离，但居民们不忍心抛弃自己的家园和现有的生活。强制疏散2.9万人的后勤保障根本就没有可行性。

11月13日下午15点06分火山蒸汽喷发后，火山灰开始从高空飘落，但是小镇照常营业。

当晚火山爆发时，部分冰川和积雪融化并形成洪水，洪水迅速形成4个火山泥流，这些泥流与岩石、黏土混在一起从山上滚下，蜿蜒流入下方的河谷。

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这股泥浆、岩石、倒下的树木以及其他物体混合而成的洪流径直冲向阿尔梅罗小镇。这股势不可挡的淤泥洪流，以每小时10至30公里的速度，在10米高处迅速喷射。

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▲一匹马被困在高达4米深的泥石流之中，受困的那些人几乎没有生还的机会

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一名幸存者将火山泥流印象描述为“全世界都在尖叫”。

小镇淹没于滚烫的泥浆之中。夜晚鲁伊斯火山爆发的时间点也是造成大量人员死亡的原因之一。

直到11月14日凌晨，救援才到达灾区。

30多个国家参与了鲁伊斯火山的救援工作，但巨大的灾难让搜救人员应接不暇，他们很快意识到，很多人已经无法挽救。

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▲救援人员试图营救灾难中的幸存者

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如今，阿尔梅罗成了一座鬼城，那场致命的火山泥流中幸存下来的建筑都沦为了空无一物的躯壳。

曾经幸福的家园，如今看起来就像一部后启示录科幻电影中的场景。

皮纳图博火山爆发

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皮纳图博火山坐落在菲律宾吕宋岛上，在首都马尼拉的西北，距离马尼拉只有90公里。截至1991年，已经沉睡了接近500年。

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对于居住在火山方圆40公里以内的50万人来说，在他们的有生之年，皮纳图博山从未构成任何危险。

然而，3月15日，菲律宾火山学和地震学研究所（PIVS）注意到一系列地震观察；情况越来越明显，皮纳图博山即将苏醒。

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到4月2日，问题已经很清楚了。一条长约1.5公里的裂缝出现在现存的熔岩穹顶的北侧。

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应菲律宾火山学和地震学研究所的请求，美国地质勘探局于随后的数次蒸汽爆炸后派出一支由三人组成的小组前往菲律宾，帮助菲方不分昼夜地监测火山。

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距离火山顶峰10公里以内的所有人都开始撤离。

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6月3日，岩浆第一次爆发，爆炸产生了一柱火山灰，这一火山灰柱直冲云霄7公里。

6月12日上午8点51分，维苏威火山式的爆发持续了20分钟，形成了19公里高的火山灰云。

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3天之后，皮纳图博火山全力喷发。火山喷发云升至34公里的高空，而伞状云横跨400公里。石头碎片撞击在一起，声音几乎震耳欲聋。

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没有人能算到，火山爆发达到巅峰的同时，向西移动的台风“云雅”会转而向东北方向奔去，打乱了火山爆发的原有节奏。

“云雅”风速高达每小时195公里，于6月15日袭击了吕宋岛南部。台风“云雅”与火山灰混合在一起，情况变得更加糟糕。

火山灰落在屋顶上，而此时大雨滂沱，火山灰与雨水结合在一起，在建筑物上形成巨大的火山灰岩浆块，楼房不堪重负，纷纷在重压下倒塌，顿时数百人丧生。

当尘埃落定，好消息和坏消息都有。死亡人数大约800人，1万多人无家可归。但是，由于科学家们的早期预警行动，估计挽救了约2万人的生命。

▲约9厘米厚的火山灰似毯子般覆盖在车辆上

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人类总是试图借助神话人物、妖怪或运气来认知灾难，认为拯救世界超出了个体的能力，毕竟我们都只是个体生命。

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然而，我们有能力而且确实有责任，时刻保持警惕，保卫我们共同的家园。

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本文内容摘选自《改变人类历史的自然灾害》，因篇幅较长有部分删改

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《改变人类历史的自然灾害》

[英] 乔恩·怀特 编著

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