正在噴發的懷特島火山

當地時間12月9日，紐西蘭的懷特島火山突然爆發，導致8人死亡，31人受傷，另有8人下落不明。與常見的岩漿型火山活動不同，這次火山爆發主要是由劇烈的蒸汽引發的，由此產生的火山灰更是被拋射上3000米的高空。正是這種特殊的爆發型別，使得懷特島火山在沒有任何準確預警的情況下突然爆發，造成慘重的傷亡。

毫無徵兆的爆發

當地時間12月9日，紐西蘭東海岸附近的懷特島火山爆發。當時，47名遊客正在懷特島上參觀，突如其來的火山爆發造成了慘重死傷：目前確認8人死亡，31人因燒傷住院，其中23人傷情嚴重，另有8人仍然下落不明。警方表示，他們在空中搜索中沒有發現任何生命跡象，因此失蹤者生還的可能性不大。其中，傷者中有兩名中國公民。

事實上，懷特島的火山爆發早有預兆。早在10月30日，監測人員就發現懷特島火山口的二氧化硫（SO2）氣體濃度增加，並且在岩漿的撞擊下，火山出現了2016年至今最強烈的震顫。11月18日，監測機構發現SO2氣體濃度持續上升，併發布了懷特島火山噴發2級警報，表示火山處於“中度”活躍狀態，但並非即將爆發。

雖然上個月的監測資料指出懷特島火山處於更危險的時期，但近期是否會爆發、具體何時爆發，仍然難下結論。另外，正如地質災害監測專案GeoNet的火山學家所言，這次火山爆發“很突然，持續時間很短暫”。不同於一些在噴發前有明顯跡象的火山，懷特島火山直至爆發，也沒有給監測機構釋出準確預警的機會。那麼，為什麼準確預測這次火山爆發，會如此困難？

難以預測的射氣噴發

這個問題的答案，與懷特島火山的爆發方式有關。

懷特島火山是紐西蘭最活躍的活火山。從2011年起，懷特島火山處於一個連續爆發的時期，但大多數只是小型的火山爆發。最近的一次較大的火山爆發出現在2011年，但幸運的是，這次火山爆發發生在夜間，並沒有遊客在島上參觀。

這次火山爆發出現在白天。在此之前，蓄勢待發的岩漿聚集在火山的岩漿房中。爆發之前，這座火山的岩漿深度很淺，其攜帶的熱量與高溫氣體足以使地表和地下水形成活躍的熱液系統。

這時，火山內岩石孔隙中的水處於過熱狀態。在這種情況下，任何外力過程，如地震、地下氣體的湧入，甚至是湖水水位的上升，都會打破熱液系統的脆弱平衡，導致這些熱液的壓力釋放，產生由蒸汽驅動的火山爆發。

由蒸汽驅動的火山爆發，也稱為熱液噴發或射氣噴發（phreatic eruption）。這種火山爆發會導致水瞬間形成蒸汽，這個過程的速度甚至超過了音速。這時，水迅速膨脹到原始體積的1700倍，繼而產生災難性的影響。

這種爆發產生的能量，足以粉碎岩石，撞開火山口，並將岩石碎片和火山灰噴射至空中。在這次懷特島的火山爆發中，火山灰更是被拋射到了距火山口3000米的高空。而這類火山噴發通常表現為前兆少，無法準確預測爆發時間。

這類由蒸汽引發的火山爆發的危害有：被噴出高溫岩石和火山灰，會給生物造成衝擊傷和燒傷；噴出的溼火山灰和粗顆粒也會形成氣流，損傷動物的呼吸道。這些損傷都是致命的。

熱液形式的火山爆發一旦發生，由於火山周圍的熱液系統需要重新平衡，在很大概率上會繼續產生一系列小的火山爆發。懷特島火山在未來仍將經歷這些劇烈活動，並且紐西蘭的其他火山區同樣有可能會受到影響。

更多火山噴發型別

根據誘發火山噴發的物質型別不同，火山噴發包括岩漿噴發、射氣-岩漿混合噴發和導致懷特島火山爆發的射氣噴發3大類。相比於主要由高溫氣體驅動的射氣噴發，前兩種噴發方式主要是由於地下的岩漿逐漸上升至接近地表的位置，最終從裂隙中流出或噴出造成的。驅動方式的不同，也造成了預測難度的差異。

相比之下，兩種由岩漿驅動的火山噴發的後果往往更加嚴重，但監測系統也更加完善。

在這兩類火山噴發前，上湧的岩漿導致阻擋它的岩石破裂，這個過程往往會導致微弱的地震。通過對地震波（次聲波）和地震時長的監測，火山學家通常可以判斷出火山內部的結構，並預測火山爆發的時間。2010年，科學家通過次聲波感測器陣列，成功預測了義大利埃特納火山的57次爆發。

此外，比較常用的預測方式還包括監測地面變形（也是岩漿房上升和熱氣噴發造成的），以及監測火山口湖的化學成分、溫度和水量的變化。火山口周圍SO2、H2S和CO2濃度的突然上升，也能作為輔助判斷火山噴發時間的的依據。

但對於射氣噴發，火山學家可以通過監測火山口的氣體監測和山體震顫，判斷火山的活躍程度（正如11月對懷特島火山發出的警報），但由於最終打破熱液系統平衡的外力無從知曉，因此火山學家無法準確預測火山爆發時間。

2013年，菲律賓馬榮火山的射氣噴發持續了73秒。在噴發前24小時，沒有檢測到任何火山的地震活動，也沒有觀測到火山活動加劇的跡象，最終這次火山爆發導致了5名登山者死亡。

2014年，日本御嶽火山也經歷了一次典型的射氣噴發，當時導致了63名遊客死亡。事後，名古屋大學的科學家調查了這次火山爆發的動態過程。他們發現在火山爆發前7分鐘，有兩個監測站點的傾斜度發生了變化。

在火山爆發前，御嶽火山下方的岩石中出現了一處深1.1千米的裂痕，導致了山體的傾斜。這塊巨大的岩石很有可能阻礙了水蒸氣向上流動，最終被巨大的壓力擠碎，導致了火山爆發。從岩石碎裂到火山噴發之間只有7分鐘，對於火山活動預警來說，這樣的時長也顯得不太夠。

總之，射氣噴發的前兆少、缺乏研究資料，這些因素無疑阻礙了對此類火山噴發的預警。

紐西蘭地球科學研究和監視機構GNS Science的火山學家說，自懷特火山爆發以來，火山震顫加劇了，這表明火山內部氣壓仍然很高，並且有可能進一步爆發。

在12月9日的爆發後，懷特島火山又出現了3次較小的噴發。目前，火山爆發的預警等級由4級重新降回了2級。但暫時無法確定的是，懷特島火山是否還會再次劇烈噴發，也無法確定下次火山噴發的型別。