南極兩座火山“令人不安”

南極洲不僅有冰，還有火。100多座火山隱藏于冰原。其中一座高達3800米的埃里伯斯火山，在距離南極洲最大的科研基地——美國麥克默多站僅40公里的地方虎視眈眈。另一座是維希山，已經產生了令人不安的跡象，表明冰川消融會引發火山噴發。

現在，研究人員正瞄準這兩座火山，以了解當前和長期的威脅。

埋設于3800米高的埃里伯斯火山的地震儀不受風的影響。圖片來源：JOSH LANDIS/NATIONAL SCIENCE FOUNDATION

12月沿著埃里伯斯火山邊緣安裝的地震儀，可以幫助研究人員了解這座極度活躍的火山對麥克默多站和隔壁新西蘭斯科特基地構成的威脅。本月計劃在維希山開展的一項實地活動，將探索氣候變化可能重新喚醒冰封火山的可能性。這些火山的熾熱噴發反過來可能會加速冰的損失，形成新的危險反饋。

“這是一種危險。”美國新墨西哥礦業與技術學院的地質年代學家Matthew Zimmerer說。

自20世紀60年代以來，科學家一直在研究埃里伯斯火山及其火山口內翻騰的熔巖湖，偶爾它會拋出熔巖“炸彈”。放置在山頂附近的地震儀揭示了這座火山淺層巖漿管道的許多情況。

但美國科羅拉多州立大學的地球物理學家Rick Aster說，強風使地震儀“聽不到”深層巖漿發出的隆隆聲。“我們正在研究一個巖漿系統的頂端，該系統可能延伸到地幔150公里。”

近日，一個小團隊開始埋設一套新的地震儀，它將免受風噪。由于不受風的影響，地震儀將實時傳輸數據，并能在南極極夜中運行，從而持續監測埃里伯斯火山的危險。地震儀還可能為研究人員提供更深入的見解。

很少有火山像埃里伯斯火山那樣，長時間保持開放的熔巖湖。人們認為，熔巖湖起著釋放閥的作用，可防止壓力積聚。然而，美國阿拉斯加大學費爾班克斯分校的地球物理學家Ronni Grapenthin表示，研究人員追蹤了埃里伯斯火山壓力積聚的長周期，這種壓力積聚明顯使其側翼膨脹和收縮，這表明在理解其巖漿管道如何工作方面存在空白。

20米寬的熔巖湖的攪動會產生覆蓋整個湖的巨大氣泡。當氣泡沖出湖面時就會爆炸，發射出可以落在1公里外的熔巖“炸彈”。Aster希望新的地震儀能夠揭示熔巖湖為什么會從攪動變成多年的平靜，以及為什么埃里伯斯火山早期噴發得更猛烈。Grapenthin說，更好地了解巖漿管道還有助于指導其他南極火山的模型。

與此同時，盡管維希山處于休眠狀態，甚至可能已經“死亡”，但它有望為南極火山學中最緊迫的問題提供答案，即隨著冰川消融速度的加快，火山會變得更加活躍嗎？

巴塞羅那地球科學學院的火山學家Adelina Geyer說，這種動態已經在冰島和美國太平洋西北部的火山中被發現，“一旦冰川開始退縮，火山活動就會增加”。但在南極洲沒有記錄到這種相互作用的證據。

過去10年里，新墨西哥礦業與技術學院一個團隊采集了10萬多年前維希山最后一次活動時的熔巖樣本。尚未發表的實驗室分析顯示，這些巖石來自50多次不同的火山噴發，其中近90%發生在冰河時代，當時氣溫像今天一樣溫暖，而且冰蓋可能很薄。Zimmerer說：“這是一個完全出乎意料的相關性。”

12月，研究人員將重返維希山，尋找更多巖石，以確認冰的損失是否會使它蘇醒。該團隊希望在未來幾年內考察其他火山，以探索它們對冰川消融的反應。

Zimmerer表示，目前尚不清楚反應有多快。一座火山在冰下噴發不會造成太多額外的融化。但如果許多火山噴發，就會形成一個反饋循環，冰的損失導致更多火山活動，更多火山活動又造成更多冰的損失，從而使海平面上升。如果是這樣，人類排放的溫室氣體甚至會影響地球上最偏遠的火山，反過來影響人類的命運。