科学探索|汤加火山为何“性烈如火”？汤加火山为何“性烈如火”？

剧烈喷发产生的灰白色气体和火山灰，形成一朵超级巨大的蘑菇云，犹如一朵“死亡之花”在太空中慢慢盛开；清晰可见的环状冲击波向四周扩散，激烈波动的海水引发跨洋海啸——多国卫星拍摄到的汤加火山喷发场景，令人震撼而揪心。

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▲这是中国气象局提供的1月15日风云三号E星多通道合成图。图中显示，汤加火山喷发时形成的火山灰蘑菇云纹理结构清晰可见，形成直径近500公里的伞形云团，伞形云团周边出现环状的冲击波，向四周扩散。新华社发（中国气象局供图）
汤加火山喷发给当地人民带来了巨大灾难，目前搜救工作举世关心。这次火山喷发为何如此猛烈？
汤加火山位于环太平洋“火环”
环太平洋“火环”（Pacific Ring of Fire）又称环太平洋火山地震带，是一个围绕太平洋频繁发生地震和火山爆发的地区，全长约4万公里，呈马蹄形。全球90%的地震、81%的大地震以及75%的火山喷发都发生在环太平洋“火环” 。
据中国科学院南海海洋研究所张锦昌、邱强、杨晓东、周志远等科研人员介绍，汤加火山位于环太平洋“火环”的西南端。由于活跃的板块运动，导致该区的地质结构复杂，火山和地震灾害频发。但同样位于环太平洋“火环”上，为什么夏威夷火山平静温和，而汤加火山性烈如火？
张锦昌解释说，这是因为两种火山属于不同类型的海底火山。海底火山大致可以分成洋脊火山、海沟火山、洋盆火山三种类型。
洋脊火山形成于大洋中脊，是大洋板块扩张的边界，也是海洋地壳增生的地方。这类型火山沿着大洋中脊走向喷发，构成一条条绵长的山脉。
海沟火山形成于海沟，是板块汇聚的边界，也是海洋地壳俯冲消亡的地方。这类型火山沿着海沟分布，呈现出弧状的火山岛弧，例如印尼的喀拉喀托火山。
洋盆火山形成于大洋盆地内，属于大洋板块内部的火山，是地幔热点喷发岩浆的地方，主要包括海底火山链、平顶海山、洋底高原等，例如美国夏威夷的冒纳罗亚火山。
“夏威夷火山和汤加火山都是活火山，时不时就喷发一次，但两座火山的类型不同。夏威夷是洋盆火山，汤加是海沟火山。由于不同的地质成因，夏威夷火山动力学上较弱，物质能量相对小，所以温和一些。”张锦昌说。
对全球影响尚待观察和研究
汤加火山喷发时产生的巨型“蘑菇云”令人触目惊心。
据张锦昌介绍，这是因为海底火山喷发会产生大量的气体，主要是来自地球深部的水蒸气、二氧化碳、二氧化硫及一些挥发性物质，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、火山弹以及火山碎屑。
海底火山喷发对水圈、生物圈、大气圈等多圈层的环境，无疑都会造成巨大影响。据悉，印尼苏门答腊岛的多巴火山，在最近一次喷发中，硫化物与空气中的水分子结合后形成酸雨，导致植被遭到大量破坏。高温、含有毒物质的火山灰大面积降落在周边地区，造成了大规模人和动物伤亡。
另外，火山灰进入并停留在大气圈中的平流层，火山灰中的物质会反射阳光，导致进入地表的阳光减少，造成大范围的降温。同时，火山喷发的颗粒物落入广阔的海洋，为海洋藻类提供了肥料，促进了海藻的生长，增强了它们对二氧化碳这个温室气体的吸收，也可以给地球降温。
“然而，火山喷发将原本埋藏在地球深部的二氧化碳释放出来，是给地球升温的。但火山喷发在时间和空间上究竟给全球带来什么样的气候变化，还有待持续的科学观测和进一步的研究。”张锦昌说。