冰岛火山能否钻洞给岩浆引流

2023-12-29 00:00:00
科学大观园 2023年24期

目前,

地热发电厂和蓝湖度假村

周围地面已出现了明显的隆起。但是,岩浆是否一定会喷发,以及喷发的时间、地点、

强度和持续时间等信息

都很难预测。

研究人员只能表示“火山爆发的可能性仍然很大”。

冰岛遍布着冰川和火山,是一个名副其实的“冰与火之岛”,其独特的自然风光吸引了世界各地的游客。

但在11月10日,因为担心火山随时可能爆发,冰岛宣布进入紧急状态。著名景点蓝湖地热温泉暂时关闭,附近的地热发电厂建起了阻止熔岩流的防护墙,格林达维克(Grindavik)的几千名居民也被撤离了。居民们每人只被允许回家5分钟,好带走贵重物品和宠物。

格林达维克位于冰岛西南部的雷克雅内斯(Reykjanes)半岛上。过去一个月里,雷克雅内斯半岛频频发生地震,虽然大部分地震的震级都比较小,但也出现过几次稍大的地震,最大的震级达到了5.2级。在此次群震中,曾经欣欣向荣的格林达维克现在仿佛是灾难片里的场景,房屋破损、公路断裂、土地塌陷,裂开的地面在往上冒着气。

距撤离已经半个月了,大家仍不清楚火山究竟什么时候会爆发,不知道自己的家是否会被火山熔岩摧毁,不知道何时才能回家……

岩浆涌动地面鼓起

一个月前,雷克雅内斯半岛的法格拉达尔(Fagradalsfjall)火山附近开始频发地震,有的地区在短短几个小时内就发生了1000多次地震。

在之后几天,地震活动仍在继续,有些地面迅速隆起。持续的地面变形很可能是由岩浆流入岩脉造成的。频繁的地震和隆起的地面都意味着,地下的岩浆正在积聚。

11月11日,冰岛气象局的数据显示,一条约15千米的“岩浆隧道”从北部的松德努克(Sundhnúk)开始,向着西南方延伸到格林达维克,并流入大海。岩浆隧道沿线上的任何地方都有可能发生火山喷发。当时岩浆大概位于地下800米,而随着一系列地震,岩浆继续缓慢地接近地表。

研究人员估计,如果岩浆持续地以恒定速度流入岩脉,那么它可能在未来几天或几周内延伸到地表。到时候,喷发的熔岩将很快到达地热发电厂、蓝湖以及格林达维克镇。

目前,地热发电厂和蓝湖度假村周围地面已出现了明显的隆起。但是,岩浆是否一定会喷发,以及喷发的时间、地点、强度和持续时间等信息都很难预测。研究人员只能表示“火山爆发的可能性仍然很大”。

巨大的不确定性也引起了一个讨论——能否钻入地表下的岩脉,人为地提前引流地下的岩浆让火山喷发,然后控制熔岩流出的位置?

对此,有地质学家认为这可能行不通,因为岩脉中的岩浆非常黏稠,无法流过狭窄的开口,要让岩浆流过需要钻一个非常大的洞!而且,岩浆的温度可以达到1000多摄氏度,任何钻探设备都可能被岩浆摧毁。

火山喷发了会怎样

2010 年,冰岛的埃亚菲亚德拉(Eyjafjallajökull)火山爆发时释放了大量的火山灰。持续的北风将巨量的火山灰吹向欧洲大陆上空,几周内,10万多个航班被取消。如果吸入太多火山灰,飞机的发动机可能会发生故障,严重威胁飞行安全。大约700万名乘客的出行受到影响,全球经济损失了约47亿美元。

空气质量也急剧下降,好在没有人在此次火山爆发中身亡。警报系统及时到位,该地区的居民都提前疏散了。

科学家们预计,如果这次火山爆发了,应该不会像2010年那样造成那么大的破坏。

因为雷克雅内斯半岛下的岩浆黏度相对较低,很容易流动,这使得气体可以逸出,减少了爆炸的可能性。

而且,此次的火山活动也没有发生在冰川之下,因此岩浆不会与大量的冰和融水产生相互作用,避免了瞬间加热和汽化导致的爆炸性喷发。

正因为如此,在冰岛,有时候可见一些游客驻足在喷发的火山附近,观赏火红的熔岩流在乌黑的地表上奔涌。

2021年,雷克雅内斯半岛上休眠了800年的火山开始活动。在火山喷发前的几周内,研究人员也记录了数万次地震。之后的三年里,这里共发生了三次火山喷发,三次都发生于相对偏僻的地区,熔岩流入了无人居住的山谷里,没有一次对人员造成伤害,也没有扰乱航空交通。

其间,也曾出现过岩浆在地下的岩脉中上升,但最后并未喷发到地表的情况。在上升过程中,岩浆可能被卡住、冷却或凝固了,最后就留在地下。只有岩浆系统的活动停止,喷发的风险才会降低,但当前的情况并非如此。

这次的火山活动可能会是雷克雅内斯半岛几年来最危险的一次,因为发生地距离人们的生活区域非常近。而且,这次的岩脉规模更大,发展的速度更快。如果喷发了,格林达维克镇的一些区域将被摧毁。

要是熔岩流到海里,大约1000摄氏度的熔岩流遇到水会瞬间变成蒸汽,引发爆炸,从而产生大量火山灰。此外,火山喷发也可能释放一些有毒气体。

冰岛为何这么多火山

其实,冰岛人民对火山喷发并不陌生。冰岛大约有130座火山,其中约30座是活火山,平均每5年就会经历一次火山活动。

这是因为冰岛位于火山热点上方。在地质学中,热点(hotspot)是指地球表面火山活动长期活跃的地区。热点由炽热的地幔物质从地幔深处上升到岩石圈表面时形成,是地球释放部分内部热量的机制。

另外,冰岛还位于欧亚板块和北美洲板块的交界处。这两个板块被一条海底山脉——大西洋中脊(Mid-Atlantic Ridge)分开,其大部分都位于海底,冰岛则是大西洋洋脊唯一一个露出海平面的地方。在山脊之下,是冰岛热点的地幔柱。当两个板块分开时,岩浆就从深处涌出,在地表喷发流动。

冰岛所处的两个板块仍在分离,为火山活动创造了理想的条件。这些火山活动也让冰岛成为一个有着独特地貌并不断变化的国度。

1963年,在一系列的火山喷发中,冰岛南部的海面上冒出了一座新的小岛——叙尔特塞岛 (Surtsey)。它是世界上最年轻的岛屿之一,为人们了解岛屿的形成、动植物的形成和迁移提供了宝贵的研究基地,被联合国教科文组织评选为世界遗产。

此外,冰岛地下的岩浆热量也为冰岛提供了大量的清洁能源,大约30%的电力来自地热发电。

不管火山活动最后会如何发展,这次大概率也是冰岛地质历史中非常平凡的一次经历。而面对随时可能发生的火山喷发,人类只能——

做最坏的打算,抱最好的希望。

◎ 来源|微信公众号“把科学带回家”