从板块俯冲理论看汤加火山喷发

　　本报记者 周飞飞
　　北京时间1月15日，南太平洋岛国汤加的洪阿哈阿帕伊岛附近发生了一次猛烈的火山喷发，引起世界各国的强烈关注。围绕火山喷发的原因及带来的影响，记者日前采访了中国工程院院士、中国地质科学院矿产资源研究所研究员裴荣富等地质专家。地理位置特殊
　　＂汤加地处太平洋板块与印度-澳大利亚板块的俯冲带上，位于环太平洋火山地震带，地壳活动强烈。＂裴荣富告诉记者。环太平洋周缘是全球主要的火山地震分布带，从印度尼西亚、菲律宾、日本，到落基山脉、安第斯山脉，称作＂火链＂。此次喷发的洪阿哈阿帕伊岛火山历史上就十分活跃，100多年来曾有过多次喷发，最近的一次发生在2021年12月。
　　裴荣富告诉记者，汤加火山为海底火山，与汤加海沟有关。据统计，全球共有海底火山2万多座，其中一半以上位于太平洋。这些海底火山主要呈带状分布于板块的边界，包括板块的扩张边界（大洋中脊）和汇聚边界（海沟），也有一些海底火山零星散布在大洋盆地中。汤加海沟全长1375公里，宽约80公里，平均深6000米，最深达10882米，深度仅次于世界最深的马里亚纳海沟。
　　＂地球上的海沟主要分布在太平洋周边地区，环太平洋火山地震带也都位于海沟附近。＂中国地质科学院矿产资源所研究员梅燕雄进一步解释。在太平洋板块向印度-澳大利亚板块俯冲过程中，太平洋板块不断将海底沉积物与岩石带进地球深部，随着温度和压力的逐步升高，产生熔融的岩浆。岩浆上涌喷发到海底，形成海底火山。
　　据相关报道，这是30年来规模最大的火山喷发，其火山爆发指数（VEI）可能达到5级甚至6级。大量气体裹挟火山灰形成庞大的蘑菇云，喷发高度至少有20000米。20世纪仅仅发生过两次规模相当的火山喷发，一次是1991年菲律宾皮纳图博火山喷发，一次是1980年美国圣海伦火山喷发。5级和5级以上的强烈火山喷发，在地球上并不多见，19世纪以来共11次。影响区域环境
　　火山灾害是地球上最剧烈、最极端的自然灾害之一。大规模的火山喷发不仅会极大地改变火山周围数十公里内的地貌，其喷发产生的火山灰和火山气体进入大气平流层，可在短时间改变局部气候状况。
　　从卫星图上看，这次汤加火山喷发属于典型的普林尼型火山喷发，是所有火山爆发中规模最大、最猛烈的类型。其特征是，喷发大量的火山碎屑、火山灰，出现非常剧烈的气体爆发，喷射到平流层的火山气体及火山灰，形成蘑菇云状火山灰柱，一般会伴随很大的声响。
　　裴荣富认为，作为近30年来最强的一次火山喷发，汤加火山喷发对环境的影响将是多方面的，其中最明显、最直接的就是海啸。在喷发后约20分钟，距离火山喷发点约65公里、汤加首都所在的塔布岛就受到海啸袭击并失联，随后海啸很快抵达斐济、瓦努阿图，就连1万公里之外的日本都发布了海啸预报。其次，火山喷发释放出大量的火山灰和二氧化碳、二氧化硫等气体，有可能在附近区域形成酸雨和大气污染，并引发＂阳伞效应＂及＂温室效应＂。火山喷发还会污染海水，对鱼类、珊瑚礁带来破坏性影响。更为缓慢的则是火山构造对区域地质环境的影响。
　　裴荣富认为，就汤加火山喷发的强度来看，对环境的影响应该只是区域范围的。＂目前我们的认识只能是局部的，要科学地了解还需要进一步做好研究工作。＂带来多种资源
　　火山灾害一方面给人类社会造成了巨大的损失，另一方面也带来多种资源。
　　中国地质科学院矿产资源研究所魏然博士介绍，在地球的形成过程中，火山起了很大的作用。由于火山的喷发，地球上演化出适宜于生命存续的大气圈和水圈，这才最终演化出了生命及人类。海底火山喷发如果露出海平面，就会形成火山岛。组成汤加王国的170多个岛屿大致分为南北向的东、西两列，西列多火山岛，东列多珊瑚礁。火山喷发形成的火山地貌是重要的旅游资源，而旅游业是汤加国民经济的三大支柱之一。
　　裴荣富介绍，从矿产资源来说，无论是金属矿产还是非金属矿产，很多都是由火山作用形成的，所以许多矿床都称之为火山型矿床。他从海陆成矿的角度讲解了全球洋环陆、洋中陆和陆中海的洋陆成矿背景，海底火山作用主要形成铜矿、金矿、硫铁矿、重晶石等。火山喷发释放的热能还可以形成地热资源，有火山的地方一般都有地热资源。
　　汤加地处板块汇聚俯冲带，火山作用活跃，有利于矿产资源的形成。据相关资料，汤加陆地基本无矿产资源，但海底应当蕴藏一定的矿产资源。据报道，2008年5月，加拿大鹦鹉螺矿业公司（Nautilus Minerals）开始在汤加海域进行矿产勘探，并宣布在汤加领海发现海底块状多金属硫化物，含有铜、锌、金、银等。2010年2月，美国 Modulus能源公司与汤加签署协议，获准在汤加海域开展油气资源勘探，且于2015年开始在汤加海域进行勘探性钻井作业。为保护境内资源，2014年8月汤加出台了《海底矿产法》。