#火山##灾害##长白山#
大家可能会对长白山天池火山潜在的火山灾害(volcanic hazards)存在疑惑,这里给大家提供一下我个人的看法。
长白山天池火山的岩浆演化已经到了相对靠后的地质阶段(这样的演化过程在盖马高原上的三座主要的火山锥中都发生过),即在地表3-5km之下形成一个碱性流纹岩(comendite)的岩浆房,二氧化硅含量达到75%,地表8-15km之下是更为庞大的粗面岩(trachytte)岩浆房,二氧化硅含量达到65%左右,这两个岩浆房的岩浆都具有非常高的粘度,流动性较差,其中包含大量的火山气体,所以由这两个岩浆房提供岩浆而发生的喷发一般都是爆炸性非常高的爆炸式喷发(武尔坎式Vulcanian/培雷式Peléan/次普林尼式Sub-Plinian/普林尼式Plinian/超普林尼式Ultra-Plinian),结合目前天池巨大的蓄水量,长白山的下一次喷发可能造成巨大的火山灾害。
但是长白山天池火山下方二氧化硅含量较低的玄武岩(basalt)岩浆房也可能发生喷发,这类喷发一般属于较为宁静的喷发(夏威夷式Hawiian/斯特隆博利式Strombolian),喷发一般不会发生在天池破火山口内,而是会在火山锥体上或锥体下方的熔岩原上形成火山渣锥(cinder cone/scoria cone)。
下面会对一些可能发生的喷发情况进行粗略的讨论:
1.发生熔岩缓慢流出或从裂隙喷出的喷发(爆炸程度低)
如果是爆炸性较小的溢流式喷发,那么我们要考虑喷发发生的位置(天池破火山口的内部、边缘或火山锥体、山脚下的熔岩原上)。
如果喷发发生在火山锥体或下方熔岩原上,喷发可能会形成若干个小的喷发火口(small eruption vents),也有可能形成火山渣锥,类似于现在仍在进行的西班牙-加纳利群岛-拉帕尔马岛(La Palma)上的火山喷发。
如果喷发发生在天池破火山口内,那么岩浆可能会与天池水发生较为剧烈的爆炸,类似于夏威夷基拉韦厄火山(Kīlauea)的熔岩流到达海边时发生的情况。也有可能岩浆只是流到火山口内而未到达天池湖边,这样不会发生剧烈的爆炸(可以由流纹岩岩浆流动性差解释)。
2.形成熔岩穹丘的喷发(爆炸程度高)
如果发生培雷式喷发(结合滑坡landslide和侧向喷发lateral blast),那么主要的灾害形式就是长距离的火山碎屑流。这种情况相对难以预测。
3.发生在水下喷发或水面的喷发(爆炸程度较高/爆炸程度高)
如果岩浆在水下发生喷发,危险程度会相应地增加。
一种情况是岩浆缓慢地从湖底的喷火口渗出,湖水冷却少量喷出的熔岩,这样的话我们会在湖面看到大量沸腾的蒸汽,可能会发生蒸汽的爆炸。如果熔岩没有流出火山口,也有可能推动蒸汽喷发(phreatic eruption),产生短距离火山碎屑流(≤5km)。
但是下面这种情况最有可能发生,在这种情况下喷发的危险程度会大大提高:岩浆很有可能与天池湖水发生剧烈的反映,而产生爆炸声音非常大的射气岩浆喷发(phreatomagmatic eruption)。喷发会将岩浆粉碎成细小的粉末,飘散到距离火山口很远的地方,同时产生远距离的火山碎屑流,运动距离可以超过10km。喷发同时可能将天池破火山口的边缘破坏,从而释放规模巨大的洪水和火山泥石流(lahar)。这种情况同样难以预测。
4.发生大规模喷发(爆炸程度极高)
如果发生较大规模的爆炸式喷发(次普林尼式或普林尼式喷发,VEI≥4),除了一定会发生射气岩浆喷发之外,喷发还会产生超远距离火山碎屑流(≥15km)、远距离洪水和火山泥石流,这样的事件可能在公元946年喷发的前期发生过。喷发会形成高耸入云的喷发柱(eruption column),影响火山附近的航空,同时会在季风作用下形成较大的火山喷发物伞面。
总而言之,巨量的天池水对长白山天池火山下一次喷发的形式和规模产生了相当大的不确定性。目前我们缺乏对于在天池储水情况下长白山天池火山发生大规模喷发的模拟和预测,需要在未来投入精力到这一方面的工作中。






大家可能会对长白山天池火山潜在的火山灾害(volcanic hazards)存在疑惑,这里给大家提供一下我个人的看法。
长白山天池火山的岩浆演化已经到了相对靠后的地质阶段(这样的演化过程在盖马高原上的三座主要的火山锥中都发生过),即在地表3-5km之下形成一个碱性流纹岩(comendite)的岩浆房,二氧化硅含量达到75%,地表8-15km之下是更为庞大的粗面岩(trachytte)岩浆房,二氧化硅含量达到65%左右,这两个岩浆房的岩浆都具有非常高的粘度,流动性较差,其中包含大量的火山气体,所以由这两个岩浆房提供岩浆而发生的喷发一般都是爆炸性非常高的爆炸式喷发(武尔坎式Vulcanian/培雷式Peléan/次普林尼式Sub-Plinian/普林尼式Plinian/超普林尼式Ultra-Plinian),结合目前天池巨大的蓄水量,长白山的下一次喷发可能造成巨大的火山灾害。
但是长白山天池火山下方二氧化硅含量较低的玄武岩(basalt)岩浆房也可能发生喷发,这类喷发一般属于较为宁静的喷发(夏威夷式Hawiian/斯特隆博利式Strombolian),喷发一般不会发生在天池破火山口内,而是会在火山锥体上或锥体下方的熔岩原上形成火山渣锥(cinder cone/scoria cone)。
下面会对一些可能发生的喷发情况进行粗略的讨论:
1.发生熔岩缓慢流出或从裂隙喷出的喷发(爆炸程度低)
如果是爆炸性较小的溢流式喷发,那么我们要考虑喷发发生的位置(天池破火山口的内部、边缘或火山锥体、山脚下的熔岩原上)。
如果喷发发生在火山锥体或下方熔岩原上,喷发可能会形成若干个小的喷发火口(small eruption vents),也有可能形成火山渣锥,类似于现在仍在进行的西班牙-加纳利群岛-拉帕尔马岛(La Palma)上的火山喷发。
如果喷发发生在天池破火山口内,那么岩浆可能会与天池水发生较为剧烈的爆炸,类似于夏威夷基拉韦厄火山(Kīlauea)的熔岩流到达海边时发生的情况。也有可能岩浆只是流到火山口内而未到达天池湖边,这样不会发生剧烈的爆炸(可以由流纹岩岩浆流动性差解释)。
2.形成熔岩穹丘的喷发(爆炸程度高)
如果发生培雷式喷发(结合滑坡landslide和侧向喷发lateral blast),那么主要的灾害形式就是长距离的火山碎屑流。这种情况相对难以预测。
3.发生在水下喷发或水面的喷发(爆炸程度较高/爆炸程度高)
如果岩浆在水下发生喷发,危险程度会相应地增加。
一种情况是岩浆缓慢地从湖底的喷火口渗出,湖水冷却少量喷出的熔岩,这样的话我们会在湖面看到大量沸腾的蒸汽,可能会发生蒸汽的爆炸。如果熔岩没有流出火山口,也有可能推动蒸汽喷发(phreatic eruption),产生短距离火山碎屑流(≤5km)。
但是下面这种情况最有可能发生,在这种情况下喷发的危险程度会大大提高:岩浆很有可能与天池湖水发生剧烈的反映,而产生爆炸声音非常大的射气岩浆喷发(phreatomagmatic eruption)。喷发会将岩浆粉碎成细小的粉末,飘散到距离火山口很远的地方,同时产生远距离的火山碎屑流,运动距离可以超过10km。喷发同时可能将天池破火山口的边缘破坏,从而释放规模巨大的洪水和火山泥石流(lahar)。这种情况同样难以预测。
4.发生大规模喷发(爆炸程度极高)
如果发生较大规模的爆炸式喷发(次普林尼式或普林尼式喷发,VEI≥4),除了一定会发生射气岩浆喷发之外,喷发还会产生超远距离火山碎屑流(≥15km)、远距离洪水和火山泥石流,这样的事件可能在公元946年喷发的前期发生过。喷发会形成高耸入云的喷发柱(eruption column),影响火山附近的航空,同时会在季风作用下形成较大的火山喷发物伞面。
总而言之,巨量的天池水对长白山天池火山下一次喷发的形式和规模产生了相当大的不确定性。目前我们缺乏对于在天池储水情况下长白山天池火山发生大规模喷发的模拟和预测,需要在未来投入精力到这一方面的工作中。





