2018-04-21 14:12:19幻羽

地球上的活火山知多少....

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地球上已知的活火山共有523座,其中陸地上有455座,海底有68座,主要分佈於世界四大火山帶:環太平洋火山帶、大洋中脊火山帶、東非大裂谷火山帶和阿爾卑斯喜馬拉雅火山帶.美國的黃石火山、俄羅斯堪察加半島的亞娃欽斯基寇裏亞斯基火山群、墨西哥的科利馬火山、義大利的埃特納山、哥倫比亞的加勒拉斯火山、美國夏威夷州的冒納羅亞火山、印尼的默拉皮火山、剛果民主共和國的奈拉公哥火山、日本鹿兒島縣的櫻島火山、瓜地馬拉的聖塔馬裏亞火山、聖地亞古多火山等都是著名的活火山.談到活火山,還應該談談人們所關心的超級火山。所謂超級火山,是指火山爆發指數(VEI)達到8的火山,的威力令人驚駭:噴發體積達到1000立方千米,噴發柱高達45千米以上。

現在的科學發現表明,在許多行星和衛星上都有火山。在太陽系中現在有確實證據證明仍有火山活動的是地球和木星的衛星埃歐(木衛一)。地球上的火山活動平均每年大約有50多次。但是其中大部分都是在海底和人跡罕至的群山中,因此對人類生影響的火山活動感覺上很少。

地球上的火山發生是因地殼被分裂成17個主要的和剛性的地殼板塊,們漂浮在地幔的一個更熱和更軟的層。火山可以分死火山和活火山。在一段時間內,沒有出現噴發事件的活火山叫做睡火山(休眠火山)。另外還有一種泥火山,在科學上嚴格來說不屬於火山,但是許多社會大眾也把看作是火山的一種類型。

火山爆發可能會造成許多危害,不僅在火山爆發附近。其中一個危險是火山灰可能對飛機構成威脅,特別是那些噴氣發動機,其中灰塵顆粒可以在高溫下熔化; 熔化的顆粒隨後粘附到渦輪機葉片並改變們的形狀,從而中斷渦輪發動機的操作。火山爆發是一種很嚴重的自然災害,常常伴有地震。大型爆發可能會影響溫度,因火山灰和硫酸液滴遮太陽並冷卻地球的低層大氣(或對流層); 然而,們也吸收地球輻射的熱量,從而使高層大氣(或平流層)變暖。 歷史上,火山冬天造成了災難性的饑荒。

雖然火山噴發會對人類造成危害,但同時也帶來一些好處。例如:可以促進寶石的形成;擴大陸地的面積(夏威夷群島就是由火山噴發而形成的);作觀光旅遊考察景點,推動旅遊業,如日本的富士山。

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火山造成的災害是生了泥流堆積類似一般人所熟悉的土石流,是火山物質混雜大量的水所形成,其成因很多,主要可歸納二種:

熱的火山碎屑流、熔岩流或火山湧浪流在流動的過程中,到大量的地表水,如河、湖水或雪而形成,因其形成時,溫度可能還很高,故此種機制所形成的堆積物,稱熱的火山泥流堆積(hot lahar)。

火山噴發後堆積在斜坡上未固結、鬆散的火山灰落堆積物、火山碎屑流堆積物和火山湧浪流堆積物,受到大雨沖刷或地震引起的崩塌,流入河流或湖泊內,都會形成火山泥流,此種機制所形成的堆積物,稱冷的火山泥流堆積(cold lahar)。

火山泥流堆積如土石流,不僅能淹沒廣大的區域,同時也能衝任何建物,如1985年哥倫比亞內瓦多··魯伊斯火山和菲律賓皮納圖博火山的噴發,前者因噴發所引起的火山泥流,把整個河谷和城淹沒,造成近2500人死亡;後者則是火山噴發後,所堆積的未固結火山灰受到豪雨的沖刷侵蝕,引發了火山泥流堆積,雖事前有所防患,未造成人員傷亡,但仍然淹沒及沖廣大區域,造成重大的財損失。

火山噴發和人類的活動息息相關。火山作用具有滅性的破壞力,不僅造成人類財的損失,更會危及人類與大自然動、植物的生命;如79年義大利維蘇威火山爆發,大量的火山灰覆蓋了鄰近的龐貝城,導致龐貝城不到一分鐘在歷史上跡。到17世紀龐貝城才被世人發現,而且城中居民的屍體大部分也是保存得很完整。又如1991年的日本雲仙火山的爆發,造成數千名居民無家可歸,以及奪走了35條人命;皮納圖博火山的爆發,使得美國不得不放棄在西太平洋最大的海、空軍基地——克拉克空軍基地與蘇比克灣海軍基地等;1902年,馬提尼克的培雷火山爆發,使得這個法國的殖民地,一度無法回復之前的繁榮。1815年印尼坦博拉火山爆發的影響,北半球天氣出現的嚴重反常。歐洲、北美洲及亞洲都出現災情,夏天出現罕見低溫;歐洲及美洲農業生受影響尤甚;亞洲氣候亦受影響,中國雲南因而出現饑荒。

2010年埃亞菲亞德拉火山爆發造成了歐洲航空旅行的重大中斷。

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地球變化多?日本火山警戒!科學預測:美國可能發生7級以上地震

在科學中,人類對地球自然災難的預測是相當苦難的,特別是針對地震和火山的爆發,這都是屬於板塊運動之中的其中一個物,地震的預測比火山的預測是更加的困難,無論是其中的任何一個爆發,都會意想不到的自然災難。

根據日本氣象局的科學報告顯示,日本的霧島山脈在次出現,突發性的火山爆發,這是日本科學家意想不到的。因該火山已經停留很久了,而從今年2開始,日本科學界雖然都注意到了該火山地區的地震增加,但對何時爆發仍然是個秘,對不能準確的預測到。

日本硫黃山火山爆發後,火山活動情況也是在持續的進行,到目前止,日本的這座火山仍然還沒有停息,火山煙塵最高達到距離火山口300米處。相對前幾次的火山爆發小很多,不過日本氣象局對火山的警戒仍然沒有解除,到現在依然是3等級。

科學家們對火山的無能力也看到了,不過在地震方面預測還是挺多的,根據美國地質調局的18日最新地震預測報告顯示,美國的海沃德沿線三藩市灣地區可能發生7級以上的地震,引發了科學界的熱議,該區域斷層出現異常的變化,比以前發生的地震率都提升不少。

我們地球到底是怎麼了?日本火山爆發,美國的地震預測都是相繼而來,地球的變化很大?對於這些的預測科學家們也是通過實際的資料觀察和歷來的地震規律來推測的,所以這也只能作科學究者的一個參考,到底何時出現沒人知道。

開科學家們對地震和火山預測,這些的發生都可能由板塊運動生,當然還有地質變化引起這些結果。這都說明了一個問題就是,我們的地球在實實在在的進行改變,無論是好的變化還是不好的變化,整體來說我們的地球存在對人類的威脅也是越來越多。

(來源:環球科學2018/04/20 )

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受火山成因的影響,世界各地的火山大多分佈在板塊交界處,但仍有部分例外(熱點)。主要的火山帶包括:

環太平洋火山帶(又稱火環):從南美洲西岸,濱太平洋的安地斯山脈開始,經過中美洲、墨西哥、美國西岸、加拿大到阿拉斯加後,沿阿留申群島及勘察加半島到太平洋西岸的花彩列島,包括千島群島、日本、琉球群島、臺灣及其附屬島嶼、菲律賓群島,接著連接印尼、巴布亞新磯內亞、所羅門群島,迄新西蘭。本火山帶之火山數目約占全世界之75%,且活動相當頻繁。

中洋脊火山帶:包括太平洋、大西洋及印度洋三大洋的中洋脊,總長度約80,000公里,約成W形分佈。但中洋脊上火山的分佈並不平均,集中於大西洋中洋脊,有60餘座。太平洋及印度洋中洋脊的火山相對較少。中洋脊的火山以海底火山主,也有少部分的火山島(例:塞舌耳、冰島)。

東非大裂谷火山帶:東非大裂谷是由非洲板塊的地殼運動形成,地質學家預測幾百萬年後,東非可能會分裂成兩個不同的板塊,至今地質活動依然頻繁。較著名的例子有:坦桑尼亞的乞力馬札羅山、剛果民主共和國的尼拉貢戈火山,埃塞俄比亞的爾塔阿雷火山等。

地中海─喜馬拉雅火山帶:西從比利牛斯山始,迄喜馬拉雅山,全長約十萬公里,但分佈不均。歐洲部分多分佈於義大利,例如維蘇威火山、埃特納火山等。愛琴海上的多個島嶼也是火山島,其中聖托裏尼島在史前發生過大爆發。中段幾乎無火山。亞洲部分,在印澳板塊及歐亞板塊的交界處分佈著若干火山群。

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地球火山有16個被選十年火山觀測計畫的主要火山是:

俄羅斯堪察加半島的阿瓦恰-寇里亞克火山群

墨西哥的科利馬火山

義大利的埃特納火山

哥倫比亞的加勒拉斯火山

美國夏威夷州的冒納羅亞火山

印尼的默拉皮火山

剛果民主共和國的尼拉貢戈火山

美國華盛頓州的雷尼爾山

日本鹿兒島縣的櫻島火山

瓜地馬拉的聖地亞古多火山

希臘的聖多裏尼火山

菲律賓的塔阿爾火山(Taal

西班牙加那利群島的泰德峰(Teide Peak

巴布亞新磯內亞的烏拉旺火山(Ulawun

日本的雲仙嶽

義大利的維蘇威火山

大塔穆火山,位於日本東部1000英里的太平洋海底,占地面積12萬平方英里,也是迄今止已知的太陽系中最大的火山之一。面積堪比美國新墨西哥州。大約1.45億年前形成,在其形成的幾百萬年後成不活躍火山。

火山的益處凡火山地質、火山地形及後火山作用的地熱和溫泉,肥沃火山土壤,都帶給人們相當多的益處。

火山作用對人類並非完全有害無益。例如岩漿只要能留在地表下,就是很好的地熱來源。火山附近常有溫泉或熱泉,這就是因岩漿散發出的熱度使地下水變熱而形成的。這種熱源我們稱地熱,規模大的可形成地熱田

火山作用的另一個好處是地球製造陸地。地球表面大約有71%被海水所覆蓋,海底火山經年累月不斷地冒出岩漿,冷凝成岩石,如此長期堆積,直到有一天岩石高出水面形成島嶼。夏威夷群島與冰島就是這形成的,至今,島上還有活動火山不時噴出岩漿。

此外,火山爆發所形成的火山灰雲層會在爆發後一段時間內影響該區阻太陽光,該區的平均溫度亦因此下降,科學家認火山爆發是地球天然的氣候調整機制。

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月球沒有火山活動,但仍具有許多曾有火山活動的特徵,諸如月海、月穀及拱丘等。金星的表面有90%是玄武岩,地表地形有80%火山地形,表示在金星表面形成的過程中,火山扮演了非常重要的角色。金星可能在5億年前有過全星球的表面再造運動,科學家發現的證據包括表面隕石坑的密度等。熔岩流在金星可說是非常普遍,而且各種不在地球上出現的火山作用也在金星上出現。金星大氣層組成的變化及閃電的發生,被認是因進行中的火山噴發而造成。但目前沒有任何的確切證據能說明金星的火山是否仍然活躍。

觀測發現,火星上有一些死火山,包括四座巨大的盾狀火山,比地球上任何一座山都來的巨大。這些山包括了:阿爾西亞山、艾斯克雷爾斯山、赫克提斯山、奧林帕斯火山及帕弗尼斯山。美國國家航空航天局、歐洲空間局及義大利太空總署(Italian Space Agency)合作發射了火星探測太空船,火星快車號號。這個計畫的主要目標是要尋找地下水源和合適登陸的地點,並究火星的大氣層、行星結構和地質構造。這個計畫發現了一些證據,顯示奧林帕斯火山可能未完全熄滅。這可能推翻這些火山早在數百萬年前就已成為死火山的說法。

木星的衛星埃歐是太陽系中火山活動最劇烈的星體,原因是來自它與木星、木衛二及木衛三的潮汐力作用,這個力量使木衛一扭動、彎曲,幅度約100米,並在這個過程中產生能量。埃歐的火山會噴出硫磺、二氧化硫及矽酸鹽岩石,使得整個衛星的地貌完全改變。埃歐的表面有大量的破火山口、硫湖、連綿不絕的火山山脈。

埃歐的火山所噴出的岩漿是目前已知最熱的,溫度約為1800 K1500℃)。木衛一火山的噴發物可以射至極高處,離表面可達300公里以上,在噴發出的一刻,其速度可達每秒一公里。在20012月,太陽系中有史以來最大的火山活動在埃歐發生。來自聖路易大學及華盛頓大學的研究人員對木衛一上的火山噴發進行電腦模擬實驗。實驗結果顯示,木衛一的火山所噴出的熔岩能將其表面的鈉、鉀、矽及鐵等物質及化合物熔化、蒸發到大氣中。這些氣態物質與火山噴出的氣體(含亞硫化物及氯化物)發生反應,形成了木衛一大氣獨特的組成成分:鈉的氯化物、鉀的氯化物及鎂和鐵的二氯化物。

木星的另一顆衛星,歐羅巴(木星的四顆伽利略衛星中最小者),也被認為擁有活躍的火山系統。但是它的火山熔岩組成完全是水,並且在歐羅巴寒冷的表面結冰。這使它的火山噴發時看起來就像是一個凍結的噴泉。這種型態的火山現在被稱做冰火山(cryovolcanism),是類木行星的衛星上最常見的火山噴發形式。冰火山的噴出物可能由水、冰、液態氮及液態甲烷組成。

1998年,航海家二號太空船發現了海王星其中一個衛星,崔頓上的上的冰火山。在2005年,凱西尼-惠更斯號的探測器拍攝到了土星的其中一顆衛星,土衛二上的水蒸氣噴發。凱西尼-惠更斯號也發現了土衛六上一座冰火山噴出液態甲烷的證據。這被認為是造成土衛六大氣層中高甲烷含量的原因。科學家推論,古柏帶天體中的小行星50000Quaoar 50000)可能也有冰火山活動的存在。

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火山噴發引起的間接危害包括地震、海嘯、洪水、泥石流、山崩、雪崩、毒氣及氣候異變等。我們來檢視一下全球十大超級火山: 

1. 印尼坦博拉火山 (Tambora volcano in Indonesia)上一次爆發:1967

博拉火山是印尼松巴哇(Sumbawa)島北岸的一座複合型活火山。在1815年爆發時,噴射出1,400億噸岩漿,釋放的能量相當於第二次世界大戰美軍投在日本廣島的那顆原子彈爆炸威力的8,000萬倍,導致71,000人遇難,逾35,000戶房子被毀。是有史記錄以來最大規模的火山爆發。

1815年的一次大噴發從45日一直持續到7月中旬。火山爆發時伴著轟轟的巨響方圓1,000多公里內的居民都聽得到,不斷向高空噴出大量的火山灰和氣體,厚重的火山灰在以後3天內將附近480公里範圍內的天空完全遮黑。412日中午時分,在距火山幾百公里以外的瓜哇島,天空黑得幾乎伸手不見五指。從火山口傾瀉下來的熔岩流,淹沒了山腳下大片農田後,流入海中,激起沖天水霧,火山爆發時伴隨的地震使海底地殼沉陷,引起了海嘯,巨浪將位於火山旁的坦博拉鎮吞沒了。

這次火山爆發,噴入空中的火山灰和碎石估計為170萬噸。山頂被削去大部分,高度從原來的4,100公尺減為2,851公尺。有學者考證坦博拉火山在1815年大噴發前已沉睡了5,000年。爆發造成全球氣候異常,遠至北美洲和歐洲的氣候也深受影響,1816年成為「無夏之年」。北半球農作物欠收,家畜死亡,導致19世紀最嚴重的饑荒。

坦博拉火山1913年又有一次小規模噴發,至今,這個創造世界紀錄的火山一直處於沉睡狀態,或許它在為下一次噴發積蓄著能量。

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2. 冰島卡特拉火山 (Iceland katla

上一次爆發:1918

卡特拉火山是冰島的主要火山,與艾雅法拉火山距離只有19公里,強度將是艾雅法拉火山爆發的10倍。卡特拉火山將噴發更多的火山灰,波及範圍更廣,持續時間更長,對空中旅行和經濟貿易有著更大的破壞性影響。一次噴發可能會毀滅歐洲的經濟,也許甚至使世界經濟陷入嚴重衰退和蕭條期。

兩座火山距離實在太近,卡特拉火山噴發仍有被觸發的可能。艾雅法拉火山下面的岩漿有可能會噴湧到卡特拉火山下的岩漿流中,破壞其目前的平衡狀態。科學家表示歷史證明卡特拉會緊隨艾雅法拉的腳步再次爆發,何時噴發只是一個時間問題。卡特拉火山最後一次大規模噴發在1918年,一小時後便引發洪水,給附近居民的生命構成威脅。而卡特拉火山噴發的週期大約40年至80年。

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3. 加那利群島拉帕爾馬別哈火山 (Canary Islands La Palma Cumbre Vieja

上一次爆發:1971

科學家最近警告說,大西洋加那利群島的別哈火山如果爆發,將引發空前規模的海嘯,根據他們計算的結果,火山能在幾秒鐘之內釋放出相當於全美國六個月使用的能量。很可能造成人類有史以來最嚴重的自然災難。

科學家說,火山爆發時,相當於兩個小島體積的大塊岩石會沿著不穩固的西面山側以每小時300多公里的速度滑下來,如此巨大的力量會在大西洋造成一次「超級海嘯」。海浪以每小時805公里速度翻滾,海浪高達 48.7公尺

巨大的能量將衝擊英國海港和江河入海口,摧毀電站、煉油廠,並在地勢低窪地區造成洪水氾濫。除了英國,非洲、西班牙、葡萄牙和加那利群島本身也會遭到巨浪的侵襲。高速湧來的海嘯從加拿大的海岸衝擊到巴西海岸,狂掃16公里內陸低窪地區,還會造成數以萬億美元的經濟損失。

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4. 義大利維蘇威火山  (Vesuvius, Italy) 

上一次爆發:1944

維蘇威火山位於義大利那不勒斯灣之濱,海拔1277米,是歐洲大陸唯一的活火山。它的火山口周邊長1,400公尺,深216公尺,基底直徑3,000公尺。維蘇威火山在歷史上多次噴發,最為著名的一次是西元79年的大規模噴發,灼熱的火山碎屑流毀滅了當時極為繁華的擁有2萬人的龐貝古城,其他幾個有名的海濱城市如赫庫蘭尼姆、斯塔比亞等也遭到嚴重破壞。

1944年維蘇威火山再次噴發,從火山頂部的中心部位流出熔岩,噴出的火山礫和火山渣高出山頂約200-500公尺,火山爆發的奇妙景觀使得正在山下激戰的同盟國軍隊與納粹士兵停止了戰鬥,跑去觀看這一大自然的奇觀。

以後維蘇威火山沒再出現噴發活動,但不時地仍有噴氣現象,說明火山並未「死去」,只是處於休眠狀態。誰也不知道維蘇威火山何時會再張開它的「大口」。

山腳下有興盛的赫庫蘭尼姆和龐貝兩座繁榮的城市,大約有3百萬人居住在火山附近,其中60萬人住在火山區,人們並未因害怕危險而遠離火山。

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5. 墨西哥波波卡特佩特火山 (Mexican Popocatepetl volcano

上一次爆發:2000

波波卡特佩特火山是北半球第三高活火山,海拔高度5.452公里,位於墨西哥城以西70多公里處,附近居民有180萬。東邊30英里處是一座有兩百萬人口的城市布埃布拉。

波波卡特佩特火山口直徑800公尺,深150公尺,十六至十七世紀經常噴發,1802年亦曾噴發;現在火山口仍不時噴發出大量火山氣體(煙霧和含硫蒸汽)。最近一次噴發是在200279日。過去10年來,波波卡特佩特火山每年都要在12月準時噴發,而且越來越活躍。專家分析,該火山如果爆發將形成致命的泥石流,給當地造成毀滅性的打擊。

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6. 美國黃石火山 (Yellowstone Volcano

上一次爆發:64萬年前

黃石公園整個區域就是一個火山口,直徑將近65公里!這個火山口下面蘊藏著一個直徑約為70公里、厚度約為10公里的岩漿庫,這個巨大的岩漿庫距離地面最近處僅為8公里,並且還在不斷地膨脹,從1923年至今,黃石公園部分地區的地面已經上升了70公分。

據地質學家推算,黃石超級火山歷史上已噴發上百次,最早是在1650萬年前,最後是在 64萬年前。而它的噴發週期大約就是60萬年,再加上最近幾年太陽活動越來越劇烈,黃石超級火山似乎很快就要噴發了。

據美英等國科學家估計,黃石超級火山爆發後,包括黃石公園在內的一萬平方公里內的一切都將被火山的碎屑流橫掃。可能有幾十萬人因此死亡或重傷。這座世界上最大的超級活火山已經進入了紅色預警狀態,就算在不受外力(指太陽活動以及人工鑽探)的情況下它也隨時都可能噴發。

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7. 印尼默拉皮火山 (Indonesia volcano Merapi

最近一次大規模噴發:20065月,造成 5000人死亡。

默拉皮火山位於印尼的爪哇島中部,最近一次大爆發大約發生在20065月,當時,地震引發的岩漿活動造成 5000人死亡。2007年,噴發的火山灰甚至到達了將近4000米的海拔高度。雖然默拉皮是一座非常活躍的火山,但是這座火山周圍仍居住著約20萬人。

地理學家認為早在40萬年前這裡就有小規模的火山噴發活動,直到1萬年前才形成災害,而最近500年才造成大規模的災害。在西元1006年,噴發的火山灰覆蓋了整個中爪哇地區,很可能是導致統治了3個世紀的馬塔拉姆王國的覆滅。

現在,這座活火山每1015年就有一次大的噴發,自從1548年起,已經斷斷續續噴發了68次。這足以使它成為國際火山學和地球內部化學協會專家常年監測的對象。

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8. 剛果尼拉貢戈火山   (Congo Nyiragongo

最近一次大規模噴發:2002

尼拉貢戈火山為具有陡坡的層狀火山,海拔3.470公里,火山口最大直徑2公里,深約250公尺,裏面有一個熔岩湖。在過去的150年間,已經噴發了50多次。儘管其有很大的潛在危險,但由於其周圍有肥沃的火山土壤,並且靠近湖泊,對民眾具有吸引力。

1977年的那次火山爆發,火山口的熔岩湖噴湧而出,在1小時之內就淹沒了周圍20平方公里的土地,造成約70人喪生。類似的事情又發生在1994年。2002117日尼拉貢戈火山噴發,岩漿從山南面斜坡的裂縫中流出,形成0.2公尺深的岩漿流,從戈馬鎮北部迅速湧入鎮中心,摧毀了40%的建築,最終令數十人死亡50萬人流離失所。爆發產生的高速岩漿流至今還在流淌。

這座火山是非洲最活躍的幾座火山之一,和它的姐妹火山尼亞穆拉吉拉一起承包了非洲大陸2/5的火山活動。

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9. 危地馬拉聖瑪麗亞火山 (Santa María volcano in Guatemala

最近一次大規模噴發:1902

聖瑪麗亞火山位於危地馬拉西部高地,1902年的火山活動是人類有史以來第一次詳細記錄火山噴發的過程。距上次噴發大約有5,000年,火山爆發指數(VEI)6級,留下了一個直徑為700-1,000公尺的火山口。附近的Quetzaltenango鎮大約有5,000人喪生,之後那裏許多人都感染了瘧疾。在20年的休眠後,這座火山又再一次肆虐。儘管這次規模要小得多,卻形成了危地馬拉人稱之為聖地亞古多的熔岩穹丘。

聖瑪麗亞火山噴發引發了大量的火山灰,以至於遠在美國舊金山,人們都能觸摸到從幾千英里外飄來的火山灰。

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10. 菲律賓塔爾火山  (Philippines Taal Volcano

最近一次大規模噴發:1977103日,距最近一次噴發大約 100

塔爾火山位於菲律賓塔爾湖(Taal Lake)中,直徑超過10公里的塔爾湖,散佈許多小島,塔爾火山便是其中之一,是公認的最著名也是最活躍的火山。

1572年以來塔爾有記錄的噴發就多達33次,當時從火山基部噴湧而出的火山碎屑流毀壞了附近的村莊造成約100名村民喪生。塔爾火山活躍的狀態嚴重地威脅到了附近許多居民的生命安全,菲律賓地震局在附近設觀測點嚴密監控塔爾火山。地理學家在2009613日至719日期間曾9次探測到火山地震。

塔爾火山高311公尺,是一座活火山,火山口有一座火山湖。由於火山運動相當頻繁,湖口會不斷冒著泡泡,岸邊也有裊裊輕煙飄起,湖水含有高度的礦物質和稀釋的硫酸,這是世界上規模最小、也最活躍的一座火山。

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從古至今,火山噴發帶來了許多可怕的災難。歷史上最慘烈的火山災難,是大約2000年前義大利維蘇威火山噴發,火山熱熔岩以及火山灰將當時繁華的龐貝城完全掩埋。希臘一個海島的火山噴發,也曾觸發一次大海嘯,導致3400年前的米諾斯古文明突然消失。 

1982年墨西哥及1991年菲律賓的兩次火山噴發,大量火山灰進入大氣圈,形成的高空雲層阻擋了到達地面的陽光總量,導致全球平均氣溫下降,10餘萬人受這些火山災害所影響。20104月冰島火山噴發,大量火山灰散佈到歐洲上空,迫使許多機場關閉、航空班次大亂。短短幾天內歐洲國家的航空公司取消近上萬航次航班,停飛的規模已經超過美國911恐怖攻擊,這也是自第二次世界大戰以來最大規模的航空業停飛,估計經濟損失高達數十億歐元。 

地球上一直有非常多蠢蠢欲動的活火山,隨時對人類文明造成不同程度的威脅。小規模的火山噴發,也許僅對附近村莊或城市造成破壞;大規模的火山活動所產生的大量火山灰會遮蔽陽光,讓地球上的生物無法獲取所需的太陽能,影響全球生態,甚至造成全面性的生物滅絕。據估計,美國黃石公園的超級火山若再度噴發,就會是一場全球大災難。為了降低未來可能的火山災害,如何利用現代化科技,對這些具有威脅性的活火山進行監測與研究,是一項重要的防災工作。 

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台灣島上的大屯山是活火山?

台灣島上唯一具有火山地質特徵的大屯火山群,位於台灣島最北端,南與台北盆地相鄰。大屯火山群的地表溫泉及硫磺噴氣等地熱活動非常明顯,因此經常有人擔心,若大屯火山再度活動,火山噴發的災害不僅威脅大屯山地區,也很有可能影響更廣泛的區域。大屯火山群的最高峰七星山,距離台北市中心僅10餘公里遠,大屯火山的活動不僅是一個值得研究的科學問題,事實上,更攸關大台北民眾的生命財產安全。 

依據早期的火成岩定年分析研究,推估最後一次火山噴發可能發生於10~20萬年前,大屯火山因而被歸類為休火山或死火山,也就是不會再有火山噴發。然而最近10餘年來的多項研究分析結果,大屯山底下可能有岩漿庫存在。從大屯山地區的地震監測清楚發現,七星山及大油坑附近地區的淺部地殼,有非常群集的微震活動。這些微震深度不到五公里,並且有些微震具有「群震」的特性,也就是短時間內局部地區發生多次規模相似的微震,卻無明顯較大規模的主震。這類「群震」是火山或地熱地區特有的地震活動,與一般活動斷層帶的微震活動極為不同。多頻火山地震的來源,則可能是氣體於兩個或以上的岩縫中快速流動時所造成的振動,在靠近大屯山地區台北盆地的鑽井岩心中,發現大約18000年前的火山噴發物質;2011年一項大屯山地區火山灰定年研究,更發現大屯山的最後一次噴發,可能在5000~6000年前,如此大屯火山將符合國際認定的活火山定義,即最近一萬年內曾經有火山活動,可歸類為「活火山」。 

 

大屯火山未來若再度活動,周遭地區將受到不同程度的威脅。首先,火山噴發的高溫快速熱熔岩及碎屑流,可能直接對流經地區造成毀滅性的破壞。可想而知,大屯火山南側的台北盆地必然首當其衝;倘若火山熔岩進而流向關渡隘口,則有可能堵住淡水河出口,無法排放的河水可能迫使台北再度成為湖泊,就像過去的「康熙台北湖」。此外,火山灰可能依噴發時的氣候條件,飄向台灣全島及鄰近國家,中央大學大氣科學系的王國英已利用電腦模擬出大屯山火山灰可能影響的廣大範圍。火山地區降落的大量火山灰,也可能因下雨造成火山泥流災害,就如同台灣常見的土石流災害。這些不同形式的火山災害,均可能直接或間接造成周邊地區不同程度的傷害。 

雖然火山噴發曾在歷史上造成許多災害,但以現今的科技,若能嚴密監測火山活動,便可即時而正確評估火山噴發的可能性。因為大多數火山在噴發前,必定會伴隨許多不尋常的現象,例如火山地震突然頻繁起來、火山氣體與溫泉水成份改變、地表明顯變形,以及地溫增加等前兆。所以一般而言,若對可能再次活動的火山進行仔細監測,火山噴發通常是可預測的,包括可能噴發的位置、噴發的時間,甚至噴發的大小等。如此可提前對居民提供預警,以減少火山噴發所帶來的災害。 

根據日本、美國、義大利、紐西蘭和菲律賓等國家監測火山活動的經驗,想要掌握火山活動的特性,可同時採用多種科學方法來完成,特別是火山地震監測、地球化學分析、地殼變形與地溫量測等,均是廣泛應用來監測活火山的主要方法。 

為了增進我國的火山觀測能力,並了解大屯火山活動的現況,行政院於2010年底由國科會與內政部在陽明山國家公園內的菁山自然中心,共同成立「大屯火山觀測站」(Taiwan Volcano Observatory-Tatun,TVO),並整合經濟部中央地質調查所、交通部中央氣象局、中央研究院、台灣大學及中央大學等現有分析研究成果,同時加強即時監測的功能。這個觀測站的監測方法包括火山地震監測網、火山氣體與溫泉水的化學成份分析調查、地殼變形的量測、地溫監測,以及噴氣即時影像監測等;未來還規劃加入傾斜儀、重力、地磁、衛星影像等不同方法,以達到更完整的監測。幾項即時監測方法的基本概念如下: 

1.火山地震監測:火山噴發的時間與規模,受到地底下岩漿庫大小及其填充岩漿壓力所影響。大多數的岩漿庫均位於距地表數公里的淺部地殼中,當岩漿庫壓力過大,岩漿逐漸往上湧升時,會伴隨許多微小的地震活動。透過地震網的觀測即可清楚辨識火山活動的情形,甚至預估可能噴發的時間及地點。因此大屯火山觀測站於大屯火山地區內設置了一個高密度的小型地震監測網,目前有17個地震站,對大屯火山的地震活動進行即時監測。未來若大屯火山地區有任何火山活動,科學家可透過這個即時的地震監測網,對可能的火山威脅發出預警。 

2.地球化學成份變化監測:火山氣體及溫泉水的化學成份分析調查,也是大屯火山觀測站重要監測工作之一。基本概念是只要火山底下有岩漿活動,大量的火山氣體就會釋放到地表。火山氣體的成份以二氧化碳含量較高,同時也是岩漿上升過程中,首先脫離的氣體之一,因此二氧化碳可以當做探討岩漿活動的有利工具。利用偵測土壤氣體中二氧化碳的釋放來監測火山活動,是相當重要的火山預報機制之一,並且可以讓科學家在安全距離外監測火山活動。因此大屯火山觀測站於小油坑地熱區,設置了國內第一座即時火山氣體(二氧化碳)連續觀測站。 

3.地殼變形監測:當岩漿往上湧升或是熱水系統壓力增加時,地殼常會膨脹隆起、地表產生明顯變形。這些變化可以分別利用水準測量、GPS及傾斜儀等精密的大地測量技術來量測。目前在大屯山地區已設置六個GPS站,進行長期且即時的地殼變形監測。此外,為提高大屯山地區全面性地殼變形的監測功能,每年也沿著大屯山地區主要道路,進行重複性高精確度的水準測量。目前正積極規劃加入傾斜儀、衛星影像等更精密的大地測量技術,以進一步獲得地表在時空上的細微變動。 

4.火山附近地區的人類文明與演化,與火山活動其實有一種特別的關係:火山噴發的岩漿會對人類造成重大災害,但火山噴發的火山灰也會變成肥沃的土壤,供人類種植農作物。過去人類對火山並不了解,也無法預測火山爆發,火山災害曾經帶來很大的衝擊;但現今科技已經可以成功提供預警功能,我們可以透過一些正確的方法,來與火山和平共存。 

大屯火山未來再度活動的可能性無法完全排除,然而只要做好各項即時監測,並連結預警與通報系統,即可避免火山噴發所造成的人命與財產損失。陽明山國家公園的大屯火山觀測站,未來也會將大屯火山長期研究的多面向成果呈現給社會大眾,以達成休憩、科學與教育等多重功能。敬畏火山、親近火山、欣賞火山,是身在火山邊緣的我們應該有的態度。 

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