2022年1 月 14 ~ 15 日，南太平洋岛国汤加一座海底火山连续两次剧烈喷发并引发海啸，环太平洋多国发布海啸预警。火山喷发还导致汤加通讯中断，整个国家与世界失联。这场堪称“史诗级”的火山爆发，搅动了半个地球。

那么，火山是怎么引起？此次火山爆发又会导致什么影响？

火山的形成

火山的形成涉及一系列物理、化学过程。

主要原因是地球内部存在大量的放射性物质，在自然状态下衰变，产生大量的热。这些热无法散发到地面，温度不断升高，直至把岩石融化，形成地球内部的高温融化状态。这些岩浆一旦冲破地壳喷出地面，就形成了火山。

火山的喷发过程

火山喷出地表前的过程归纳为三个阶段：

1.岩浆形成与初始上升阶段

岩浆的产生必须有两个过程：部分熔融和熔融体与母岩分离。部分熔融是液体（即岩浆）和固体（结晶）的共存态，温度升高、压力降低和固相线降低均可产生部分熔融。当部分熔融物质随地幔流上升时，在流动中会产生液体和固体的分离现象，从而产生液体的移动乃至聚集，称之为熔离。

2. 岩浆囊阶段

岩浆囊是火山底下充填岩浆的区域，是地壳或上地幔岩石介质中岩浆相对富集的地方。岩浆是由岩浆熔融体、挥发物以及结晶体组成的混合物。

3. 从岩浆囊到地表阶段

岩浆从岩浆源区一直到近地表的通路的上升，与岩浆囊的过剩压力、通道的形成与贯通、以及岩浆上升中的结晶、脱气过程有关。当地壳中引张或引张-剪切应力大于当地岩石破裂强度时，便可能形成张性或张-剪性破裂，如若这些裂隙互相连通，就形成了岩浆喷发的通道。

火山喷发的等级

火山喷发的威力可通过火山爆发指数（VEI）衡量。

火山按爆发指数分为8个等级，每一级别相较于前一级别强度都增加了10倍，数字越大能量越大。这次汤加火山的VEI强度估测为5～6级，属于20世纪以来最强一次火山，略低于1991年菲律宾皮纳图博火山喷发（6级），强于2010年冰岛火山喷发（4级）和2011年智利普耶韦火山喷发（5级）。

火山灰的主要成分

在火山的喷发过程中会产生大量细微的火山碎屑物，即为火山灰。火山灰由岩石、矿物、火山玻璃碎片组成，直径小于2 mm，其中极细微的火山灰称为火山尘。

火山灰的主要化学成分是硫、钙、硅、氧元素，还存在一定数量的活性二氧化硅、活性氧化铝等活性组分。

火山爆发的弊与利

弊：

1. 火山灰会摧毁村庄，甚至城市（例如庞贝城）；

2. 产生的尘埃和气溶胶会削弱全球的太阳辐射，降低气温，增加霜冻，影响植物生长；

3. 产生的二氧化硫会使酸雨增多；

4. 产生大量的有害气体会对环境造成严重污染；

5. 火山爆发也可能会形成洪灾。

利：

1. 增加土壤中有机物含量（更容易种植）。

2. 产生矿产资源，此外火山灰还可用于医疗、保健、美容。

3. 形成一些自然景观（如温泉等）。

2022年会是无夏之年吗？

汤加火山爆发的威力非常强，让很多人联想到了1815年坦博拉火山喷发（7级），此次喷发直接导致1816年北半球没有夏季，因此这一年又被称为“无夏之年”。

火山喷发是否导致“无夏之年”，与两因素有关：①喷发物中是否含大量的二氧化硫和硫酸根等物质；②这些物质是否大规模进入平流层。

汤加火山看似非常猛烈，但它的爆发威力和坦博拉火山不可同日而语。有科学家认为，虽然汤加火山喷发出很多气体，但由于是一座水下火山喷发，绝大多数可能是水蒸气，二氧化硫等物质应该非常少。美国的卫星监测图显示，汤加火山喷发首日释放了62千吨的二氧化硫。而导致全球平均气温下降0.5℃的皮纳图博火山，最终释放了20000千吨二氧化硫。这也说明汤加火山喷发可能对全球气温的影响并不大。

火山喷发的前兆

1. 火山口有气体冒出或比以前的气体冒出速度加快；

2. 火山口及周围地区可以闻到刺激性气味，一般是硫磺和硫化氢的味道；

3. 火山周围的水温比平时高很多；

4. 小动物（如猪、狗、猫、家禽等）出现烦躁不安。

火山爆发如何自救

1. 倘若身处火山区，察觉到火山喷发的先兆，应该立刻离开；

2. 如果火山喷发，更要马上离开；

3. 使用任何可用的交通工具。火山灰越积越厚，车轮陷住就无法行驶，此时应放弃汽车，迅速向大路奔跑，离开灾区；

4. 倘若熔岩流逼近，应立即爬上高地；

5. 保护头部，以免被飞坠的石块击伤；

6. 以湿手帕或湿围巾掩着口鼻，过滤尘埃和毒气；

7. 戴上护目镜（如潜水面罩、眼罩），保护眼睛。

内容来源：《分析测试学报》公众号