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科学家揭秘:这座海底火山喷发在即,影响几何?

科学家们发出警示,在距离美国俄勒冈州海岸数百英里的海域,水温正持续升高,这里的一座大型海底火山——轴向海山,正显现出即将喷发的征兆。

轴向海山坐落于水下近1.4公里的地质热点之上,炽热的熔岩从地幔涌出,渗入地壳。热点火山在海底并不罕见,但轴向海山恰好位于胡安德富卡山脊,这里是太平洋板块与胡安德富卡板块这两个巨大构造板块不断分离之处,板块分离使得地球表面下的压力持续积累。

美国国家科学基金会海洋观测站倡议区域电缆阵列的研究人员表示,随着火山不断涌出岩浆,地震发生的频率最近急剧攀升,这暗示着火山或许即将喷发。该设施由华盛顿大学负责运营,专门用于监测轴向海山的活动。

“目前,每天都会发生几百次地震,不过这和上次喷发前观测到的地震数量相比,还是少了很多。”负责研究这座火山的海洋地球物理学家、华盛顿大学海洋学院教授威廉·威尔科克说道。

“我推测它可能会在今年晚些时候或者2026年初喷发,但也有可能就在明天,毕竟火山喷发完全无法预测。”他补充道。

火山喷发时会发生什么?威尔科克介绍,在2015年4月火山上次喷发期间,研究团队在24小时内观测到了大约1万次小规模地震,预计下一次喷发也会出现类似情况。

他还说,岩浆(即地球表面下的熔岩)会从轴向海山渗出一个月,并在海底拖曳出约40公里长的痕迹。

位于火山中心的岩浆室在过去也曾多次坍塌,形成一个巨大的火山口,被称为破火山口。在那里,海洋生物依靠热液喷口排出的富含矿物质的气体繁衍生息,热液喷口就像水下温泉一样。含有数十亿微生物的热流体和废物块从破火山口表面的裂缝中翻滚而出,形成被称为“吹雪机”的白色羽流。

区域电缆阵列主任黛比·凯利表示,在之前的喷发过程中,生活在热液喷口上的小型植物和动物被熔岩流烧焦,但仅仅三个月后,它们的生态系统就恢复了生机,再次繁荣起来。

“我认为这是我们取得的最重大发现之一。”凯利在一份声明中说,“生命在这些看似荒凉的环境中蓬勃生长,火山或许是我们海洋中生命的主要源头之一。”

虽然鱼类、鲸鱼和章鱼等附近的海洋生物可能会感受到地震带来的热量和隆隆声,但它们不太可能受到伤害。凯利表示,陆地上的人们可能根本不会察觉到火山喷发。

“这不是一次剧烈的爆炸事件。你不会在水面上看到灰云之类的东西。”她说,“这就好比你在基拉韦厄山顶上倒了一英里的海水……你可能会看到一些喷泉,但也就仅此而已。”

凯利称,事实上,地球上大部分的火山活动都发生在水下扩散中心,比如胡安德富卡山脊,这里每天都会经历多次小型火山喷发。

“岩浆离地表很近,大约在地表以下一英里处,和许多陆地火山相比非常浅,陆地火山的岩浆深度可能达到8英里(12.9公里)。”凯利说,并补充道岩浆的粘度或厚度会影响岩浆室中积聚的压力。就像在炉子上煮的浓番茄酱一样,高粘度岩浆中的气泡比轴向海山更稀薄、流动性更强的岩浆破裂得更剧烈。

如何观看。幸运的是,轴向海山相对温和,非常适合人类近距离观察。凯利表示,下次火山喷发时,天文台甚至计划公开直播这一事件,这在以前从未尝试过。

观察海底火山喷发绝非易事。科学家们直到4月29日才首次直接目睹了一次喷发过程。

在距离哥斯达黎加以西约2092公里的太平洋上,研究人员与伍兹霍尔海洋研究所合作,在进行例行潜水以收集东太平洋隆起相关数据时,他们注意到曾经生机勃勃的蒂卡喷口不再有海洋生物。相反,团队发现了一只被烧焦的“管虫烧烤”,正如伍兹霍尔海洋研究所名誉研究学者丹·福纳里所说。橙色的熔岩从海底渗出,随后在冰冷的海水中硬化,这表明火山正在喷发。

“这是一个相当重大的发现。”福纳里说,“这是一个研究非常不足的环境,因为很难到达那里,我们必须借助巧妙的技术来理解它……从本质上讲,我们正在观察这个星球是如何形成的,是由海底的火山活动塑造的。”

令人意外的是,对轴向海山的密切观察发现,其喷发时间不仅与地表下岩浆的活动有关,还与地表因素相关。

最近三次喷发——分别发生在1998年、2011年和2015年——都集中在1月至4月之间,这是地球远离太阳的时期。

“我认为我们还没有完全理解为什么会这样,但这可能与月球对火山产生的(引力)影响有关。”威尔科克说。

月球每月绕地球公转,其引力使海洋潮汐上下起伏,导致海底压力发生变化。随着火山的岩浆室达到临界质量,这些压力变化会给破火山口带来更大的压力,破火山口是先前喷发形成的火山口。凯利说,涨潮的压力也会导致地震更频繁地发生,慢慢地将岩浆室压力压到临界点。

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