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【汤加火山喷发一周年 科学家又发现了什么秘密】1年前的12月20日 ， 在南太平洋西部的汤加首都努库阿洛法西北偏北约 70 公里处一座海底火山的破火山口开始喷发 ， 惠灵顿火山灰咨询中心向各航空公司发布了提醒 ， 最初的喷发持续了1天 ， 5天后卫星显示火山所处的岛屿面积有所增加 ， 其后火山活动减弱 ， 今年 1 月 11 日被宣布休眠 ， 不过到了1 月 14 日火山再次开始冒烟 ， 发现苗头不对的汤加发布了海啸预警 ， 第二天 ， 火山再次喷发 ， 强度达到12月20日的7倍 ， 这就是著名的洪阿哈阿帕伊岛火山喷发事件 ， 其的VEI 指数被设置为 6 ， 使其成为自 1912 年以来最大的一次喷发 。 科学家们的调查也由此展开 。
调查显示 ， 这次火山爆炸至少挖掘了大约 2.3 立方英里的岩石 ， 这让这次这次喷发可能成为上个世纪有记录以来最大规模的喷发 ， 超过 1991 年著名的菲律宾皮纳图博火山的喷发 。 最初的火山羽流升至中间层 58 公里 ， 这是一个大多数飞机无法飞行的区域 ， 是有史以来最高的高度报告蒸汽羽流 ， 超过了皮纳图博山的40公里 。 如此强大的推力甚至让火山的斜坡完好无损 ， 通常火山羽流的高度是根据卫星测量的最高温度估算的 ， 并与无线电探空仪测量的垂直温度分布或数值模式（例如欧洲中期天气预报中心（ECMWF））进行比较 ， 即通过大气温度下降之间的关系 ， 云层温度与周围环境处于热力学平衡以及对流层高度之间的关系 ， 以此来确定羽流高度 。 在卫星时代 ， 一般的火山羽流能到达对流层上层-平流层下层 ， 这次火山羽流喷发太高 ， 云层穿透对流层顶并进入平流层 ， 那里的温度随高度增加而升高 ， 从而导致基于温度的技术不准确 ， 科学家使用了三个不同地方的卫星图来三角测量羽流高度 ， 来自美国国家海洋大气局的气象卫星GOES-17 ， 日本气象厅的 Himawari-8 和韩国的气象卫星GK-2A每十分钟发回一次的汤加的图片 ， 根据视差效应计算羽流高度 。
这次喷发向大气中注入了前所未有的146 太克汽化水 ， 这可能导致其后暂时性的变暖 ， 而不是预想的火山喷发导致出现凉的夏天 。 火山爆发的声音如此之大 ， 以至于在大约9600公里外的阿拉斯加也听到了 。
太平洋和印度-澳大利亚板块之间的一场古老的构造斗争在南太平洋孕育了一排火山 ， 洪阿哈阿帕伊岛火山所属的汤加-克马德克群岛火山弧就是其中的一部分 ， 火山唯一露出海面的部分是两个小岛 。 科学家在无人驾驶水面船的帮助下对火山进行了水下测绘 ， 发现在22000平方公里的范围内的大部分地区没有生命 ， 其中覆盖着一层幽灵般的白色精细沉积物 ， 这是一种致命的快速移动的热火山灰和火山碎石 ， 称为火山碎屑流 ， 它是由上升的火山灰和气体羽流崩塌形成的 ， 可从火山以每小时700公里的速度向外喷出 。 气体温度通常是在800~1000摄氏度 。 火山碎屑流通常顺火山斜坡向下运动 ， 速度取决于其密度、喷发速度与山坡的倾斜度 。
不过一般人们只了解陆地火山的火山碎屑流 ， 对水下火山碎屑流的动力学知之甚少 ， 没有人能亲眼目睹 ， 从理论上讲 ， 当碎片掉入海中时 ， 热的火山灰可能会使水蒸发 ， 形成一个气体层 ， 帮助推动相关物质像滑梯一样穿过海底 ， 从现场观察到的多次火成岩流脉冲的证据来推测 ， 火山碎屑流最远滑到了80公里开外 。 其也可能是切断汤加国内和国际通信线路的原因 ， 建模表明 ， 火山喷发形成的物质涌入了存放其中一条电缆的山谷中 ， 从凹陷的墙壁上弹射出去 ， 这可能可以解释电缆的断裂碎片是如何被向北拖回山顶的 。
科学家还发现了火山口下方700多米火山深的岩石 ， 这形成了一个壮观的大洞 。 3/4被喷发导致的岩石是在火山的20公里范围内被发现 ， 剩下的大部分可能作为尘埃在大气中循环了几个月 。 这强化了日出和日落天空的色彩 ， 同样的现象发生在1883年喀拉喀托火山爆发之后 ， 这可能是爱德华·蒙克经典画作《呐喊》中的红色天空的由来 。
火山破火山口底板的坍塌和火山碎屑流等因素搅动了大海的湍流 。 剧烈导致气压急剧下降 ， 海啸开始席卷附近的海岸；据估计 ， 涌浪高度超过15米 ， 海啸导致的波动甚至蔓延到全球海洋 ， 导致世界另一端的地中海海平面上升了 30厘米 。
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