24小时内地震超过1000次，冰岛火山喷发在即？

最近几周，冰岛雷克雅内斯半岛持续发生强烈的地震活动。

从10月底开始，该地区地震频发，最大规模达到4.5级。11月10日，在当地城镇格林达维克北部的桑德纽卡吉加尔火山附近检测到密集的地震群，24小时内地震超过1000次，地震震级最高达3.7级。

在此期间，监测设备探测到斯瓦腾吉火山区域开始隆起，可能是由于岩浆在约4公里深处聚集所致。科学家判断岩浆正在地下活动，火山喷发的可能性不可排除。

随后，该地区地震活动频繁，格林达维克及附近地区多次发生可感地震。地震集聚带向格林达维克西南部延伸，增加了岩浆可能出现在该镇附近的风险。为防止火山灾害，格林达维克居民被紧急疏散。

格林达维克附近正在形成一条岩浆隧道，长约12公里，从Stóra-Skógfell一直延伸到大海，目前最浅处仅800米深 | ruv.is

各项监测结果表明，岩浆正在地下入侵，距离地表仅有约800米，火山喷发的威胁持续增加。冰岛有关部门正维持高度警惕，随时准备应对火山喷发这一最坏的情况。

最近10余年，冰岛也曾多次出现较明显火山活动。冰岛火山为什么会如此活跃？这次火山的可能动向如何？火山喷发又是否能有效预警？

冰与火之歌：冰岛的构造背景

冰岛虽然名为“冰岛”，但在北大西洋暖流的加持下，其沿海地区并不算极端寒冷，只有中部高原存在厚重的冰川。从冰岛的形成角度来说，它更是由玄武岩、橄榄岩包体等冷却熔岩凝固的炽热之岛。

冰岛地图，红圈内为这次即将喷发的火山，位于冰岛西南部的雷克雅内斯半岛 | 作者供图

以现代板块构造学角度看，冰岛坐落于亚欧板块和北美板块的分离边界之上——这里对应着北大西洋洋中脊，自约1亿多年前的白垩纪以来，大西洋正是从这里为起点不断向两侧扩张成为如今的第二大洋。

但洋中脊往往沉没于海中，仅有少量火山锥会冒出海面形成狭小的火山岛，能有冰岛这种如此巨大规模、屹立巨浪者实属罕见。

关于冰岛的成因有众多假说，目前支持度最为广泛的观点认为，冰岛本身处在一个叠加在洋中脊的地幔柱热点上方，由于地幔柱热点推动深层物质上涌，而将这一带洋中脊完全抬升至海平面之上，形成如今的冰岛。

在大西洋中脊和地幔柱热点共同作用下，冰岛形成了多条火山裂谷带，火山总体沿着它们分布，而地幔柱热点更会影响到火山裂谷的走向形态与活动性。

冰岛总体的大地构造（紫色为板块分离边界对应的洋中脊/陆地裂谷）和火山（红色三角）分布。红色圈为本次所在的雷克雅内斯半岛，蓝圈为推测的地幔柱热点所在区域 | 作者供图

这次很可能将喷发的岩浆体位于冰岛西南部的雷克雅内斯半岛，这里是冰岛三条主要火山裂谷中的西侧裂谷南段，也是大西洋中脊自南向北“登陆”冰岛的首站。

根据早期记载，雷克雅内斯半岛在1210到1240年出现过持续的火山喷发，随后进入漫长平静期；这一平静直到2020年被打破：当地开始出现愈发频繁的浅源地震和地表形变，直到2021年3月19日，岩浆最终涌出地表并缓慢地喷发了6个月左右，随后在2022年8月、2023年7月出现了后续的两次喷发。

如果本次最终形成火山喷发，将是这一活动期的第四次喷发。

冰岛火山，会“喷”吗？

火山的喷发形式各有千秋。

我们通常了解的“火山喷发”，可能是一座高大火山锥上突然、急速地炸裂，熔岩、火山灰以极快速度喷涌席卷周边。这往往属于中心式喷发里的普利尼式、武尔卡诺式、培雷式喷发等。

此类岩浆往往以密度较低、二氧化硅含量较高、粘度较大、气体和其它挥发物质较多的中性至酸性岩浆居多，因而流淌缓慢且爆发时往往聚集在一处通道，并在大量气体的作用下喷发剧烈以至出现爆炸。

美国阿拉斯加堡垒火山喷发，属普利尼式喷发 | 中科院地质地球所

但冰岛火山的岩浆源，与板块分离拉张边界处的地幔物质上涌和地幔柱热点等有关，往往以玄武岩质的基性、超基性岩浆为主，呈现密度和温度较高，粘度较小，二氧化硅含量和气体含量相对较少的特征。

由于这类岩浆流动性较强且气体较少，并非短时聚集在一处剧烈喷发，而是呈现多通道、较和缓持久的裂隙式喷发。

2021年冰岛雷克雅内斯半岛火山喷发，游客甚至可以近距离围观流淌的岩浆 | Vitorino Ramos

岩浆酝酿和浮力驱动下的上涌速度明显较地震波缓慢，从岩浆房的酝酿到喷涌出地表需要数日以至数月。

正因为如此，在目前监测到这类火山喷发预兆时，及时疏散可能位于岩浆通道区域的居民，往往不会造成人员伤亡。

目前，冰岛正通过对火山区域的一些前兆现象，包括震源深度较浅的火山地震、地表形变、火山喷出气体变化等，进行火山喷发预警。

最新的监测表明，岩浆体在地下约800米深度处，很可能在未来数日内涌出地表；断层与岩浆通道经过的格林达维克城和周边地表仍有新的破裂出现。

格林达维克城区11月13日的地表形变和破裂 | 截图自社交媒体视频

但与此同时，雷克雅内斯半岛的地震震中有向南侧近海迁移的迹象，这表明火山不排除会在海底喷发的可能——如果出现这一情形，海水侵入炽热的岩浆通道很可能引发剧烈爆炸，加剧喷发的危险性，并可能引发海底滑坡甚至海啸。

10月下旬到11月12日，雷克雅内斯半岛地震震中与震级分布。左上角图的颜色代表发震时刻，越靠近红色端时间越近，大小代表震级。可以看出一些较新的地震震中向南侧近海转移 | earthquakeinsights

同时，气体喷出物等都会溶解于海水中，对海域环境影响较大的同时，对冰岛和周边区域大气环境影响则相对较弱。

就目前直接监测到的岩浆体规模，喷发的直接影响，喷出物形成的气溶胶不足以对全球气候造成明显影响。但如果随后监测到规模更大的后续喷发活动，则需要进行更新的评估。

目前冰岛划定的潜在喷发裂隙（西南-东北向红色粗线），格林达维克以黑圈标出 | 冰岛气象局

当然，这些岩浆体也不排除就在地下活动而不喷出…… 

嗯，地球也可能“放鸽子”。

火山喷发可以预警吗？

火山地震可以作为火山预警的有效依据之一。

这是因为火山地震主要由岩浆沿通道向地表移动过程中，对周边岩层施加的应力导致岩体破裂或滑移，具有震中集中在岩浆通道/火山口周边、震源深度很浅等特性，且在火山喷发前不同阶段时，震中位置分布、地震波波形也有不同特征。

最近数十年来，我国和世界其它各重要火山影响国家都在火山周边布置了密集的地震台网，其中我国在长白山、龙岗火山、五大连池火山等六座火山布置了密集的观测站网，其中长白山在2002-2005年的小规模活动也得以被火山地震提前发现。

（a）长白山天池、（b）我国布设的长白山区域地震台网和（c）2000-2022年监测到的长白山逐月火山地震频数（红色柱状）和累计数量（曲线） | 刘国明等（2023）

地表形变（包括垂直和水平方向）则是火山喷发前的重要征兆。

如今，一些重点火山已经实现监测，包括搭载在卫星上的位移、合成孔径雷达干涉测量（InSAR）等天基观测，与火山周边地表传感器的地基观测相结合，监测由岩浆移动、热液活动、滑坡破裂等火山喷发前动力热力过程引发的形变。

此外，喷出气体、地下水理化特征等变化，也被运用在了火山前兆的监测之中。

不同火山活动的地表形变形成的InSAR干涉图像 | 段政等（2022）

虽然火山预警有了充分发展，能让我们对火山最有可能的喷发时间做出数日精度的估测，但我们仍无法对地下进行实时、有效的观测，要更精细、准确预测火山喷发仍是很大的挑战。

此外，一些人口稀少的海洋火山岛、陆地较偏远区域的火山仍未实现预警覆盖，如2022年初的汤加洪阿哈阿帕伊岛火山就未能做出预警，这也是未来需要完善之处。

在未来数日，冰岛这座万里之外无际涯沧浪间的岛屿，很可能将又一次经历地球深处炽烈的洗礼。愿可能受影响的人们，都能平安度过大地的平凡吐息。

参考文献

[1] 刘国明，王良俊，康建红等.火山地震监测在火山喷发预测中的应用[J].中国地震，2023，39(02):425-437. 

[2] 段政，张翔，陈荣，余明刚，褚平利，洪文涛，曹明轩.火山监测研究进展及其对中国火山灾害监测预警工作的启示[J].华东地质，2022，43(04):391-414.

[3] Biggs， J.， Ebmeier， S.， Aspinall， W. et al. Global link between deformation and volcanic eruption quantified by satellite imagery. Nat Commun 5， 3471 (2014). https://doi.org/10.1038/ncomms4471

[4] Biggs. J.， Matthew E. Pritchard; Global Volcano Monitoring: What Does It Mean When Volcanoes Deform?. Elements， 2017，13 (1): 17–22. doi: https://doi.org/10.2113/gselements.13.1.17

本文来自微信公众号：果壳 （ID：Guokr42），作者：风云梦远