2010年冰岛埃亚菲亚德拉火山喷发启示录——加强我国活动火山监测与研究刻不容缓＊

许建东 魏海泉 李 霓

（中国地震局地质研究所，北京 100029）

2010年冰岛埃亚菲亚德拉火山喷发启示录
——加强我国活动火山监测与研究刻不容缓＊

许建东 魏海泉 李 霓

（中国地震局地质研究所，北京 100029）

2010年3月开始的冰岛埃亚菲亚德拉火山喷发，火山灰肆虐欧洲，迫使很多机场关闭，航班取消，对世界的空中交通造成了极大的影响。本文分析了冰岛埃亚火山的喷发机制和灾害效应，回顾了近些年来我国在活动火山监测与研究领域取得的进展和存在的不足，强调了迅速加大我国火山监测与研究工作力度的重要性。

冰岛火山；中国火山；灾害效应

引言

新世纪被认为是火山活动性明显增加的世纪，以2001年意大利埃特纳火山大型爆破式喷发为标志，掀开了21世纪火山喷发强度增大的历程。2010年3月开始的冰岛埃亚菲亚德拉火山（以下简称埃亚火山）大爆发，爆破性喷发活动持续时间之长近些年来比较少见，由此造成的航空业及相关行业的损失在人类历史上称得上是受火山喷发的影响之最。

要想做到人与火山和平共处，最根本的就是先要做到了解火山。冰岛火山工作者通过20年来不懈的努力，基本上做到了对埃亚火山喷发前兆的掌控，对于有关地球物理指标与火山地质现象的解释也与实际大体符合。正是由于多年来冰岛政府相关责任部门持续不断的支持，使得火山工作者获取了埃亚火山基础背景资料，也才能够使得冰岛公众预先获得实际可行的针对某座特定火山的火山避险知识［1－2］。

我国对火山研究的程度还不深入，公众对火山知识的了解也很肤浅，危机到来时很容易表现出 “不知所措”的状态。这种状态亟待改变，作为开始，首先就要从“了解火山”着手，从加强我国境内有关活火山的系统性监测与研究入手。只有投入力量尽快对我国的活火山开展系统性监测研究工作，才有可能大幅度提高我们对火山的认识程度，才有可能在我国境内将来发生火山喷发时，相关居民不会处于“惊慌失措”的状态，才会做到最大程度地减轻火山灾害。

1 冰岛埃亚火山喷发的灾害效应

1.1 埃亚火山喷发的灾害特点

为什么这次冰岛埃亚火山喷发形成了这么大的火山灰灾害？主要是由于这次喷发的特殊性，即冰川下面的火山的重要性。作为一种火山学家新定义的火山类型，冰下火山与我们原来了解的陆上火山与海底火山明显不同。因为喷发时可能预先融化了大量的冰川水，喷发过程中这些冰川水的加入又大大地增加了火山的爆破性。同时冰层的质量压抑着喷发，喷发时需要冲破冰层的阻挡而损耗能量。埃亚火山喷发给我们深入了解这种冰下火山的特殊性提供了一次绝好的机会，因为这次火山喷发过程很好地诠释了冰下火山喷发的特点。如果没有地表冰川融化水体的长时间大量加入，按照这次喷发的岩浆成分与火山爆发指数（VEI 3）判断，不会有这么长时间高强度的火山灰释放过程。正是由于发生在火山口内及岩浆通道里水体与岩浆的相互作用，水体被岩浆瞬间加热而汽化，由于体积的剧烈膨胀而爆炸。岩浆被水体淬火、炸碎形成大量的淬碎玻璃。由于碎屑化作用非常强烈，所以形成了大量的火山灰被喷出地表。需要强调的一个特殊机制是：岩浆的高温受到了水体汽化时能量的损耗，使得喷发柱中火山灰的向上浮力升腾作用明显降低，这时火山灰云通常都不能进入平流层，而在对流层内搬运。

1.2 火山灰灾害的蝴蝶效应

现代媒体的作用使得这次火山灰灾害效应与蝴蝶效应在公众中得到了充分发酵，但火山学研究工作表明，这次火山灰的数量和影响范围都是很有限的［3］。这次冰岛火山灰没有能量对我国公众日常生活造成明显的影响，受相关国家取消航班的影响，并不意味着我国境内也要面临着巨大的火山灰灾害。之所以在我国公众中发生了大量的有关火山灰灾害的传言，根本原因还是我们公众对于火山喷发的了解太少，以至于达到了“谈灰色变”的程度。其实对于受过良好火山知识教育的冰岛人来说，这次火山喷发对他们日常生活的影响程度远远低于我们的预估。

2 中国活动火山监测与研究现状

2.1 中国活动火山地质背景

中国地处欧亚板块东南部，位于太平洋板块、印度板块和西伯利亚板块之间，故我国的火山属于大陆边缘和板内火山。由于太平洋板块向中国东部大陆板块之下俯冲和地幔上隆，导致岩石圈变薄和处于拉张状态，因此，在中国东部形成了一系列北东向、北北东向的裂谷和断陷盆地。我国唯一的深震区也在东北，它是日本海沟向西深俯冲至我国吉、黑东部600km深处造成的。同时，岩浆沿着这些断裂侵入和喷溢，形成了举世瞩目的环太平洋外带的中国东部火山岩带。东南沿海是我国一条著名的地震带和火山活动带，它的分布范围大致沿福建泉州向西南经澎湖列岛、汕头到雷州半岛和琼北一带，从构造上看处于菲律宾海板块与中国大陆接触带的弧后位置上。

中国的火山分布在成因上与两大板块边缘有关：一是受太平洋板块向西俯冲的影响，形成我国东部大量的火山；另一是受印度板块碰撞的影响，形成了青藏高原及周边地区火山的分布。中新世中期和第四纪是中国新生代火山活动的两个高峰期，在东部地区和青藏地区均有强烈的火山活动。全新世时期我国的火山活动总体上减弱，但仍有许多地区的火山活动仍在继续。

根据我国有过的历史火山喷发记载，确切的年代学，或火山区地质、地貌、地表和地下活动性等特征，认为全新世以来喷发的火山有10余处［4］，分布于我国的东、南、西、北，既有大陆内部的火山，也有位于海岛的火山，它们包括黑龙江五大连池老黑山火山和火烧山火山、镜泊湖地下火口森林火山和蛤蟆塘火山、吉林长白山天池火山、吉林龙岗金龙顶子火山、内蒙古自治区阿尔山火山、云南腾冲马鞍山火山、打鹰山火山和黑空山火山、新疆昆仑山火山、台湾岛北部大屯火山和龟山岛火山、海南岛北部的雷虎岭火山和马鞍岭火山。上述活火山基本上都位于第四纪火山活动区，以中心式喷发、中－小型火山锥成群出现为特征，除了长白山天池火山，很少形成大面积熔岩台地或大型层状火山。

2.2 中国活动火山监测与研究

中国地域辽阔，虽然缺少现代火山喷发，但新生代火山分布极其广泛。在国家“九五”计划实施之前，由于对我国火山缺乏认识，对我国活火山的监测几乎是空白，甚至缺乏火山研究的专业队伍；对中国的火山研究也大都集中在火山和火山岩的地质、地球化学工作方面，有关火山地球物理、火山监测和火山灾害的预测预防工作规模很小且缺乏连续性。

1997年“中国若干近代活动火山的监测与研究”项目（95－11）正式启动，中国地震局首次对长白山、五大连池与腾冲火山进行了较系统的监测与研究，初步建立了3个火山观测系统：长白山天池火山监测站，包括1个中心台和11个子台，监测手段包括数字地震监测台网、定点形变观测系统、GPS流动观测网和地球化学观测网；腾冲火山监测站，包括腾冲和保山固定地震台，建立了流动形变、水准和重力观测网，还有地球化学综合观测井；五大连池地震火山监测站，包括1个固定台和5个子台的地震监测，是我国第一个火山监测站，目前已加入世界火山监测台网。95－11项目是我国第一次系统、全面、综合进行火山监测与研究的项目，它的实施为我国火山事业的发展打下了坚实的基础，结束了对天池、腾冲等火山不设防的局面，并在全国范围内逐步建立了火山监测与研究的专业队伍。

“十五”期间，在科技部的支持下，中国地震局各有关单位相继开展了“琼北火山探查及喷发危险性研究”、“吉林东部活动火山灾害预测研究”、“火山灾害预警研究”等社会公益性研究项目和国家科技攻关项目［5－7］，在我国长白山天池、腾冲、镜泊湖、琼北等火山区继续进行地震、地形变与流体地球化学的流动监测，结合固定台站监测数据进行分析研究，建立火山基础数据库，分析火山活动性，确定监测和防灾对策，并建立火山信息网络系统为政府和公众服务。

“十一五”期间，在科技部的持续支持下，由中国地震局火山研究中心组织实施了国家科技支撑计划课题 “火山监测、预测关键技术与方法研究”和地震行业科研专项“中国主要活动火山喷发序列研究与灾害预测”。通过火山地震观测、GPS和大地水准测量、遥感分析、野外地质调查与数值模拟等手段，研究火山区深部介质性质与应力状态，研究火山喷发与各种火山前兆活动的关系，探索火山活动预测与火山灾害评估的方法［8］。以长白山天池火山和腾冲火山群为试点，发展适合我国特点的活动火山普查技术和方法，为未来我国大陆地区活动火山的全面普查工作的开展提供技术支撑。

迄今为止我国已有6处活火山受到监测，它们分别是吉林长白山天池火山、龙岗火山、云南腾冲火山、黑龙江五大连池火山、镜泊湖火山和海南琼北火山，在这些地区都建立了火山监测台网。随着国力的提高，今后将有更多的活火山受到监测和研究。

经过十多年的努力，我国活动火山监测与研究均取得了较大的进步，但与美国、意大利、日本等西方发达国家相比，我国的火山监测工作迟开展50年，而火山灾害以及预测研究比先进国家落后20年。这种差距和不足具体表现在：① 我国火山区地震观测台站的分布密度和监测能力不够；② 地震观测资料的长期积累不够；③ 已建成的6个火山观测站均缺乏连续GPS观测台站，无法了解火山岩浆压力的动态变化过程；④对我国活动火山缺乏全面认识，全国范围内的活动火山普查工作还没有系统开展。

3 结语

中国的火山监测与研究工作已经开展了十多年，“九五”、“十五”与“十一五”火山项目的执行，使得我们对中国境内有关活火山有了一定的了解。中国大陆全新世活动火山处于不同的活动状态，具有岩浆补给速率小、火山间距大、活动周期长的特点。虽然一些火山有再次喷发的危险或潜在危险，相当多的火山仍处在活动周期的前期或中期，火山监测需要有长期作战的准备［9］。但总体上看，我国火山监测研究还处于起步阶段，目前仅仅积累了十多年的观测数据，从数据积累的时间长度上和数据质量上均不足以得出作为判断异常的火山地震基线、地形变基线以及水化学气体基线，一旦出现火山异常活动情况，还很难拿出一个有针对性的供政府应急管理部门采纳的应急减灾方案，也很难保证届时向政府决策部门提供的决策意见的准确性、及时性与合理性。冰岛火山这次中小规模喷发对全球经济产生的巨大影响对我们是一个警示。“它山之石，为我所用”，在今后的工作中，进一步加大我国活动火山监测与研究工作力度刻不容缓，这样才有可能真正做到“防患于未然”，为有效地减轻我国未来的火山灾害提供技术保障和支撑。

（作者电子信箱，许建东：jdx321＠sina.com）

［1］Icelandic Met Office.Update on activity.http：∥en.vedur.is/earthquakes－and－volcanism/articles/nr/1884，2010

［2］Nordic Volcanological Center at the Institute of Earth Sciences，Iceland.Eruption in Eyjafjallajökull Status report.http：∥www2.norvol.hi.is/page/ies＿Eyjafjallajökull＿eruption，2010

［3］London Volcanic Ash Advisory Center（VAAC）.Icelandic vocano－London VAAC NWP Vocanic ash Concentration charts.http：∥metoffice.com/aviation/vaac/index.html，2010

［4］刘若新.中国的活火山.北京：地震出版社，2000

［5］洪汉净.“琼北火山探查及喷发危险性研究”项目成果介绍.国际地震动态，2006（9）：32－34

［6］洪汉净.“中国主要火山活动监测研究”项目成果介绍.国际地震动态，2006（9）：38－41

［7］洪汉净.“火山灾害预警研究”项目成果介绍.国际地震动态，2006（9）：70－72

［8］许建东，王晓青.活动火山与水库地质研究专辑.地震地质，2009，31（4）：573－663

［9］洪汉净，吴建平，王庆良，等.我国火山危险性等级与活动性分类.地震地质，2007，29（3）：447－457

Revelations of the Eyjafjallajökull volcano eruption in Iceland——Enhancing active volcano monitoring and research in China allows of no delay

Xu Jiandong Wei Haiquan Li Ni
（Institute of Geology，CEA，Beijing 100029，China）

The 2010eruptions of Eyjafjallajökull volcano in Iceland have produced giant ash clouds and disrupted air travel across western and northern Europe over a period of several weeks since March 2010.The eruption mechanism and hazard effect of Eyjafjallajökull volcano are discussed in this paper.After reviewing the development and current situation of active volcano monitoring and research in China，we call for strengthening the monitoring capability of active volcanoes in China in order to reduce potential volcanic hazards in the future.

Eyjafjallajökull volcano；active volcanoes in China；hazard effect

P317.3；

A；

10.3969/j.issn.0235－4975.2010.07.010

2010－05－09；

2010－05－26。

国家自然科学基金项目（40972209）。