2021年地震2773次!黃石火山地震報告發佈:火山噴發迫在眉睫?

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2022年4月27日,美國地質調查局發佈瞭黃石火山2021年的年報,黃石地區在2021年總共發生瞭2773次地震,遠高於2020年的1722次,其數量增加超過1/3以上!

熟悉火山活動的朋友都知道,地震的頻繁度表示火山活躍程度,黃石火山活動突增30%以上,這表示黃石火山進入瞭一個新的活躍期?黃石火山會在2022年噴發嗎?

黃石火山到底有什麼來頭?

提到黃石火山,對全球巨型火山比較瞭解的朋友肯定會心頭一震,因為這火山一旦醒來,連地球都會抖一抖!

黃石火山位於美國西部的黃石國傢公園西北角,有時也會被稱為黃石超級火山,為何會有此叫法,看看它的規模就知道瞭:火山口尺寸為70 x 45千米,隻是一個火山口面積就高達3150平方千米。

目前的火山口是200多萬年來黃石火山的第三次噴發!這三次噴發分別為:

210萬年前的越桔梅嶺噴發(Huckleberry Ridge Eruption),噴出物2500立方千米,,留下瞭一個巨大的島嶼公園火山口(Island Park Caldera),火山灰被直接拋射到瞭墨西哥北部和洛杉磯附近;130萬年前的亨利福克火山口噴發(Henry's Fork Eruption),在黃石的西側形成瞭梅薩瀑佈凝灰巖(Mesa Falls Tuff),噴出物為280立方千米,火山灰被拋射到瞭內佈拉斯加和堪薩斯;64萬年前的熔巖溪火山噴發(Lava Creek Eruption),噴出物為1000立方千米,形成瞭現在黃石公園內的黃石火山口,其火山灰直接落到瞭墨西哥灣;

可能大傢對這個立方千米沒啥概念,打個比方,那個2500立方千米物質大約是9.26千米直徑的一個大球!

即使是中等規模的64萬年前那次噴發,10000立方米又是多少?是20世紀罕見規模的聖海倫火山噴發的2500倍,是二十世紀最大規模的皮納圖博火山(Mount Pinatubo:10立方千米)的100倍!

為何黃石火山會有如此巨大的規模?

原因很簡單,因為在黃石火山的下方的是北美板塊下最大的火山熱點之一:黃石熱點,這裡直接連接到瞭地幔中的輕熱巖漿,通過長長的地幔熱柱直達地表,這就是黃石火山噴發的巨大規模的巖漿來源。

另外有一點必須要註意,在在黃石附近,地幔熱柱熔化巖石圈下層所產生的熔巖流是含矽量達到75%以上的流紋巖的巖漿,其含矽量很高,巖漿粘稠度也很高,其內部的氣體被巖漿包圍難以泄壓,因此在黃石公園下方積聚的氣體會越來越多,壓力也會越來越高,導致其要麼不噴發,一噴發就是超大規模。

與板塊運動不一樣,地幔熱柱不太會改變位置,因此隨著北美板塊被大西洋中脊推動的向西運動,留下瞭一連串的火山口,黃石熱點最早噴發是在1650萬年以前,此後多次噴發,形成瞭一串古老的火山口!

上圖是1650萬年來,黃石熱點在北美大地上留下的8個火山口,跨度達到瞭850千米以上,看來這1650萬年來北美大陸移動的速度還是挺快的。

假如黃石火山噴發:影響到底有多大?

1991年6月的皮納圖博火山爆發,火山噴出瞭100億噸的巖漿和2千萬噸的二氧化硫,導致全球平均氣溫下降瞭0.5℃,這會導致難以預測的全球性氣候災難,那麼黃石火山噴發對全球的影響有多大呢?

假設黃石火山噴發規模為64萬年前同等,那麼影響范圍有多大?

一般認為,美國人會對黃石火山噴發比較關心,因為從火山的地理位置以及大氣環流模型來看,其直接影響的都是北美大陸,但黃石火山噴發規模實在太大,間接影響將會包括全球!

2014年8月27日,AGU(《 地球化學、地球物理學、地球系統》)期刊上發表瞭一篇標題為“Modeling ash fall distribution from a Yellowstone supereruption”(模擬黃石超級噴發的火山灰分佈)的論文,對黃石火山噴發後建構瞭火山灰的分佈模型。

上圖是210萬年和64萬年兩次噴發的火山灰分佈數據,又是黑色方塊,又是空心圓的分佈看著太累,不過好在論文中也給出瞭非常直觀的,隨著時間推移的火山灰分佈區域圖,如下:

上圖是分別發生在1月、4月、7月和10月等不同季節噴發時火山灰的最終分佈,因為噴出的大量火山灰會隨著大氣環流沉降到全美各地,季節不一樣,風向不一樣,分佈范圍也不一樣。

上圖則是“殺傷”區域分佈,次要火山灰分佈帶基本將覆蓋全美一半以上的面積,WIKI上有一個黃石火山噴發後的影響評估,還是比較靠譜的:

火山灰將覆蓋全美3/4的土地;在火山一千公裡范圍內,灰塵引起大量暴雨,爆發泥石流,火山灰將壓垮大多數民房;火山灰塵導致電子設備無法正常使用,將使通訊,交通,物流等行業全線癱瘓;多數民眾將死於化學氣體中毒、受污染的水和食物,比如氟;全球性的天氣災難,硫酸氣體層將在2周內覆蓋全球,反射陽光,致使全球平均氣溫下降12--15度。赤道附近可能持續兩三年的積雪,季風消失,大部分人類和動植物會死於寒冷和饑餓。

基本上都涵蓋瞭火山噴發後的影響,其直接影響就是美國基本完蛋瞭!而次生災害卻在全球,因為火山灰會在幾周內完全沉降,但二氧化硫氣體形成的氣溶膠會長期阻擋陽光,可以在未來數年內產生毀滅性的影響。

如評估所述,地球整體接受的輻射能降低,這會導致全球氣候模型大幅度改變,比如太平洋赤道水域水溫下降,可能會導致大西洋的颶風、太平洋上的臺風數量銳減,盡管風災影響確實小瞭,但每年緩解旱情的雨水也沒瞭,帶來的可能是罕見的旱災。

還有每年的季風可能會改變,這會導致春秋的雨水減少,另外氣溫降低,冬季寒冷季節可能會增加,兩極的冰蓋面積恢復,輻射反射比例大增,可能會再次進入小冰期甚至冰河期,後果是相當嚴重的。

黃石火山會在2022年噴發嗎?

答案可能是不會!美國地質調查局 (USGS) 黃石火山觀測站 (YVO) 發佈瞭2021年年度報告的同時,也給出瞭一個答案:2021年的地震在近些年來並沒有顯得特別高!

黃石國傢公園及其周邊地區每年約1,500-2,500次地震,2021年隻是略微有些超出,而數據最高的則是2017年,總數高達3427次,而且大多數地震都在2級一下,均為人體難以感知,近期比較高地震烈度的是2017年,在2021年隻有3次是超過3級的。

但有一個不爭的事實正在發生,黃石地區從1973年以來總共發生瞭大約50000多次地震,其中各位一定發現瞭一個問題,因為2017年來就占瞭很大一部分,黃石火山的地震頻率正在進上升!

黃石火山正在接近噴發?答案是有可能!

沒有人能預測火山什麼時候會噴發,但從獲取的地質數據中能推斷出火山可能正在接近噴發,而從黃石火山從二十世紀到二十一世紀的變化來看,火山正在逐漸接近噴發,因為黃石火山口地面正在不斷升高。

火山口真抬高瞭?

對於火山口地形變化的追蹤最早可以追溯到1975年,據美國國傢公園網站上數據,從1975年~1985年,整個火山口隆起高度超過1米!

從1996年到2000年的合成孔徑雷達取得的地形數據則是如上圖,色帶中每個完整的顏色循環代表略多於一英寸(28.3 毫米)的垂直變化。

上圖則是2004 年9月22日到2006年8月23日的地表變形模式。火山口底部的西南和東北部分別上升瞭大約11厘米(4.3英寸)和15厘米(5.9英寸)),而諾裡斯間歇泉盆地附近的北破火山口邊緣下沉約7厘米(2.8 英寸)。

其中最大的垂直運動記錄在破火山口東緣內的白湖GPS站,從2004年到2010年,這裡的總隆起約為27厘米(10.6 英寸),而在近期隆起則是出現在2013-14年,還有則是在2016年。

另一個標志則是蒸汽船間歇泉,它噴發的頻率越來越高,它在2018年發生32次噴發,在 2019年則是創紀錄的48次,2020年也是48次,2021年是20次,雖然數量有所下降,但每次持續時間均有增加。

這些數據究竟意味著什麼?

科學傢認為在1990年代後期,巖漿體已經侵入諾裡斯下方,被困在巖漿中的流體冒出並穿過上方的巖石迷宮時:當流體被卡住並且壓力增加時,地面會上升,當流體能夠逃逸到其他地方時,地面就會恢復。而附近巖漿流體可能非常靠近地表,或許距地表僅一英裡左右。

但科學傢也表示,一個火山口可能會經歷數千年的隆起和下沉而不會噴發!不過值得註意的是,隆起和沉降的變化與地震活動的增加有關,每當巖漿流體的活動伴隨地震、沉降和隆起等地質運動時相當於一個天然的減壓閥,釋放瞭壓力。

但很多時候這個預測並不靠譜,據最近200多萬年以來的噴發規律,目前正處在第四次噴發時間的范圍內,黃石火山可能會隨時噴發,當然也有可能在數萬年後才會噴發,因為對於地質年代來說,這幾萬年不過是一瞬間而已!(完)

參考:

https://www.newsweek.com/yellowstone-region-hit-1000-more-earthquakes-2021-2020-1702148

https://pubs.usgs.gov/fs/fs100-03/

https://pubs.usgs.gov/circ/1494/cir1494.pdf

https://www.nps.gov/yell/learn/nature/volcano.htm

https://www.nationalgeographic.com/science/article/chunk-yellowstone-size-chicago-has-been-pulsing

https://www.mensjournal.com/adventure/yellowstone-caldera-supervolcano-uplift-rising/

https://www.usgs.gov/volcanoes/yellowstone/modeling-ash-distribution-yellowstone-supereruption-2014

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2014GC005469

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  • 本文由 发表于 2022年5月2日
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