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第6章 火山喷发的危害与预防(3)

火山喷发前兆,是和火山活动过程密切相关的异常现象,而且引起火山喷发和前兆现象的原因又很复杂。

因此,在火山活动过程中会出现各种各样的异常现象。这些现象涉及到地质、地球物理、地球化学、生物、海洋、气象、天文等多学科领域。火山喷发前兆可分为宏观和微观两类。

宏观前兆异常,是指以肉眼和感官容易察觉的火山骚动反应及表现。主要包括:

1.地下发出噪声,有感地震和其他由地震而引起的震动。

2.可见的地表变形标志。

3.从蒸汽喷孔、喷气孔、泉眼等发出气体气味、颜色、噪声及其喷发物体积和速率的增减变化。

4.水位、水温、水化学等异常变化。

5.生物异常,包括植物褪色、枯死与小动物的行为异常及死亡等。

微观前兆异常,是指信号微弱而不易被人体或动物感官系统所察觉,只能通过仪器才能检测到的异常现象。主要包括:

1.火山性地震活动。

2.火山地表形变。

3.电磁变化。

4.重力变化。

5.地热变化。

6.地下水水位、温度及化学成分变化。从过去长时间的观测研究中体会到,无论是宏观还是微观观测都需要长期不懈地提高观测精度,取全取准第一手资料,还不能仅限于某一种观测手段出现的异常现象进行预报,而是要积累经验,采取多种观测方法的综合分析进行预报。

火山爆发警报1.一般应急警报

高频地震震级增大,开始出现长周期地震,可以观测到地形迅速隆起,同时深部幔源气体增多。开始出现零星、小规模的喷气或火山灰喷发,岩石圈热力学状态开始动荡。

2.紧急应急警报

出现明显出现火山颤动(C型地震),地壳表面隆起接近峰值,隆起速率减小,而引张应力增大,火山气体含量升高。开始出现频繁的蒸汽喷发和火山灰喷出。

3.特别应急警报

火山灰喷发活动增强,强烈的火山颤动往往持续很长时间,火山通道迅速扩张,变形以引张为主,可以观测到很高的火山气体含量,同时发生小规模熔岩流侵入,预示着大规模火山喷发即将来临。

火山怎样预报

火山喷发预报是对灾害性的火山喷发,提出发生的时间、地点、灾害类型及其规模影响(强度)的评估与判定,并依据火山活动不同阶段的动态反映和要求,采取逐步逼近的预报方法,相应地做出长期、中、短期和临近喷发以及喷发后的趋势预报。

由于火山喷发活动周期较长,火山喷发引起的灾害种类及形式也多种多样,而且限于当前对火山喷发与灾害预测预报尚处于探索阶段,所以在喷发预报的程序及其在时间的尺度上,还难以把握。国内外的一些成功经验,就是根据火山喷发活动的规律性,采取阶段性或渐进式的预报方法;从不同阶段可能发生有不同的前兆现象出发,把火山喷发预报,包括灾害预测与评估,大体分为:长期预报;中、短期预报;临喷前的预报和喷发后的趋势(息止)预报等。

1.长期预报

火山喷发长期预报是对具有潜在喷发危险火山区的未来几年或几十年后,将有火山喷发和对喷发灾害的预测与评估。根据火山喷发活动的历史状况、喷发类型、喷发规模、喷发周期和近代火山区的地震活动、地形变与构造环境的多种因素分析,并对过去的喷发灾害情况和当今所面临的风险状况,应用“以古论今”

和相关分析方法进行推测和判定。

由于火山喷发周期较长,而且岩浆的化学成分、水蒸气的含量、温度、黏度等因素的变化,和岩浆上升通道状态的变化,与循环水接触条件都有不同,即使是同一座火山,其喷发现象,也不会是周而复始地简单重复。因此,火山喷发长期预报,实际上是对潜伏有喷发危险的火山的趋势估计和危害性评定。这对火山区国土资源规划与开发利用或采取避防措施,最大限度地减少火山活动造成的生命财产损失,富有实际意义。

2.中、短期预报

火山喷发的中、短期预报,主要是根据喷发前后各时间段内,通过火山监测捕捉到的各种前兆异常,所得出的判定。由于火山预报方法手段在目前还不能准确反映地下岩浆在喷发前向地表聚集变化的过程,而且这种变化过程及其引起的前兆现象又很复杂、多变。因此,在预报的时间尺度上,对中期、短期,乃至临近喷发阶段,都难以作出具体标定。但在作出长期预报的基础上,通过监测研究和提供的各种前兆判据,进一步划定其测报的尺度是完全必要和可能的。为此,把喷发前的几个月至几年前的预报,作为火山喷发的中、短其预报。这一阶段的预报至关重要。

3.临近喷发预报

临近喷发预报是指喷发前几天到几周时间尺度内的预报。它是基于火山喷发具有突发性的特点,是根据岩浆临近喷溢时的火山地震,地热变化与火山气的突发性前兆异常等现象分析判定作出的预报,在这一方面,从中短期预报过程中,即可提取相应的信息依据。另一方面,从宏观前兆异常现象也可补充前兆信息。临近喷发预报和地震的临震预报一样,同样是人们实际关心的问题,但在目前,要作出准确的短临预报,却相当困难,主要是在喷发时间上难以卡准。

4.喷发后的趋势预报

火山喷发之后,对火山活动未来趋势和止息时间的判定,是公众和当地政府最关心,最紧迫的问题。

火山喷发后的趋势预报主要根据喷发后各种异常现象的衰减情况进行判断。

5.火山对策

火山预报对策,就是政府和主管部门对火山预报意见的决策和采取的处理原则及方式方法,主要包括:预报意见的科学评审与确定;预报的发布与对策。

6.火山预报意见的评审和确定

火山预报意见的确定,是要为政府发布预报和进行决策提供可靠依据,也是行使政府减灾职能的先行步骤。所以,这绝非是以某一个专业科研部门和某个人提出的意见所能取代,而必须通过主管部门,召集有关的专家和行政官员,进行审议和评定;当主管部门受到预报意见之后,通常会定期或不定期地召开例会,进行评议、会商和审议,经过审定认可,方能向政府上报。

在我国,火山监测预报工作已被纳入中国地震局统一管理。所以,要按照《发布地震预报的规定》,原则上是省级以上的地震部门为正式评审和确定火山预报意见的单位。

地区(市)和县级地震工作部门,只有在非常紧急的情况下,才可以正式确定预报意见。但必须及时地报告同级政府和上级主管工作部门。

海底火山灾害

我们一般常以为火山只是存在于陆地上,其实海洋中也有火山呢!

海底火山和陆地火山爆发的气势迥然不同,像冰岛的苏特西岛海底火山就是在海面下安静平稳地喷发,它一边形成宽广的盾状火山,一边继续成长,到接近海面时,才开始激烈地爆发。

1977年,美国地质学家和生物学家在太平洋加拉帕戈斯岛以东进行了一次探险活动,他们在2500米深的海底发现了一个深海火山口,那里有一堆堆冒着黑烟的笋状小山。

这是科学家们发现的第一座深海火山,在此之前,人们对此还一无所知。

从海底火山中所流出的热熔岩流,一遇海水便立刻迅速冷却,形成枕状熔岩。

1.太平洋海底火山奇观

太平洋海底有许许多多的火山,是地球上火山最多最密集的地方。

海底火山的分布和喷发环绕太平洋的是个火山带,从阿拉斯加向西经阿留申群岛、日本列岛、中国台湾岛、菲律宾到新西兰,一共有370座活火山,占全世界活火山总量的75%。太平洋中部有一条火山链,即从堪察加半岛经帝王群岛、夏威夷群岛,向南一直到土阿莫土群岛,长度有1万多千米,这一连串的海岛都是火山岛。太平洋西部海底有许多分散孤立的海底火山,就像天空中的繁星一样,布满了西部海底。

据调查,太平洋的海底火山有1万多座。

在水较浅、水压力不大的情况下,海底火山喷发时的景象甚为壮观,产生大量的气体(主要是来自地球深部的水蒸气、二氧化碳)及一些挥发性物质,还有大量火山碎屑物质及炽热的熔岩喷出,在空中冷凝为火山灰、火山弹、火山碎屑。

2.日本附近的海底火山

日本附近的海底火山是爆炸性的海底火山。伊豆诸岛南面的明神礁是一座海底火山,1952年9月17日的一次爆发,水蒸气和硫黄气构成的气柱有几百米高,喷出的火山熔岩和碎屑堆成高出海面90米的火山岛。1953年8月,它再次猛烈爆发,将直径2000米的火山岛全部毁灭。以后,这火山时有喷发、爆炸,火山岛也时现时没。

日本小笠原岛的海底火山活动十分剧烈。从1973年4月开始,它就在水深100米的海底爆发,使海水变黄,海面冒烟、喷火、喷水、喷碎石。它每隔几分钟喷发一次,喷出的火山碎屑可高达200米,烟柱有1500米高,而后逐渐从海底长出一个火山岛。

日本鹿儿岛海湾东面的樱岛火山,是至今仍在喷发的活火山。它原来也是海底火山,在3000年前开始爆发,时喷时停,到1914年为止,喷发的大量海底熔岩流使火山与陆地相连。鹿儿岛海湾就是由几个火山口连通而成的。实地考察时,只见火山频频爆发,吼声隆隆,山体颤动,黑烟滚滚,呈蘑菇云状上升,继之,黑烟弥漫,笼罩了山顶两个火山口,而后固体喷发物——火山灰、火山砂、火山渣喷出,散落在火山四周。当时,观察者的衣帽、脸、颈、全身均会落满火山灰,像从烧砖瓦的窑中出来似的。鹿儿岛火山至今仍频繁爆发,沿山坡堆积了大量火山灰、砂、碎屑,一旦暴雨来临,就可能发生泥石流。

3.夏威夷群岛海底火山

夏威夷群岛海底火山有两座活火山在喷发,基老洼火山,海拔1247米,冒纳罗亚火山,海拔4169米。火山喷发时,岩浆从火山口中流出,像从炼钢炉中倒出的铁水一样,灼热红亮的岩浆流顺着山坡向下漫流,吞没田野,推倒树木和房屋,所到之处一片火海。当时是1991年5月,恰逢基老洼火山1990年喷发的后期,只见一片燃烧的“铁水”在山峦之间缓缓流动。更为壮观的是熔岩流从海边悬崖倾流入海,成为灼热耀眼的“铁水”瀑布,岩浆冲入海水中,激起一阵阵沸腾的蒸汽柱,直冲云霄,带着硫黄味的腾腾烟雾,一直弥散到几千米以外。此情此景,令人终身难忘。

与日本附近的海底火山不同的是,夏威夷海底火山喷发是一种宁静式的,大量熔岩流从火山口流出,像一条火龙沿海底流动,沸腾的海水喷出一股股强劲的蒸汽柱。

夏威夷群岛是太平洋中部火山链中的一部分,它是由于海底火山喷发,火山不断扩大加高,终于露出海面而形成的火山岛,岛屿四周海底深5000米,而岛上的火山顶可达海拔4000多米,也就是说这座火山总高度达到9000米。在夏威夷岛上观察研究火山,就像直接观察海底火山喷发活动一样,给人们一个十分难得的机会。

1996年夏天,基老洼火山的熔岩流活动已经停息,新的、乌黑的熔岩盖在原来的柏油马路上,将公路切断。山坡上茂密的灌木丛,被一道道的熔岩流覆盖。新凝结的熔岩使地面崎岖难行,一些被推倒的柳树斜插在凝固的岩浆中,地面上清晰地保留着熔岩流动时的各种形态。

在火山区域,地面到处冒着热气,国家火山公园的广告牌上说明,火山口区域地下温度在400℃以上。

下雨降下的地面水汇入裂隙,土中温度将水烤成蒸汽向外冒出。在硕大的火山口洼地中,前后左右无数支蒸汽柱从地下喷向空中,人们步行其中,如腾云驾雾。

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