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2021年地震2773次!黄石火山地震报告发布:火山喷发迫在眉睫?

2022年4月27日,美国地质调查局发布了黄石火山2021年的年报,黄石地区在2021年总共发生了2773次地震,远高于2020年的1722次,其数量增加超过1/3以上!

熟悉火山活动的朋友都知道,地震的频繁度表示火山活跃程度,黄石火山活动突增30%以上,这表示黄石火山进入了一个新的活跃期?黄石火山会在2022年喷发吗?

黄石火山到底有什么来头?

提到黄石火山,对全球巨型火山比较了解的朋友肯定会心头一震,因为这火山一旦醒来,连地球都会抖一抖!

黄石火山位于美国西部的黄石国家公园西北角,有时也会被称为黄石超级火山,为何会有此叫法,看看它的规模就知道了:火山口尺寸为70 x 45千米,只是一个火山口面积就高达3150平方千米。

目前的火山口是200多万年来黄石火山的第三次喷发!这三次喷发分别为:

  • 210万年前的越桔梅岭喷发(Huckleberry Ridge Eruption),喷出物2500立方千米,,留下了一个巨大的岛屿公园火山口(Island Park Caldera),火山灰被直接抛射到了墨西哥北部和洛杉矶附近;

  • 130万年前的亨利福克火山口喷发(Henry's Fork Eruption),在黄石的西侧形成了梅萨瀑布凝灰岩(Mesa Falls Tuff),喷出物为280立方千米,火山灰被抛射到了内布拉斯加和堪萨斯;

  • 64万年前的熔岩溪火山喷发(Lava Creek Eruption),喷出物为1000立方千米,形成了现在黄石公园内的黄石火山口,其火山灰直接落到了墨西哥湾;

可能大家对这个立方千米没啥概念,打个比方,那个2500立方千米物质大约是9.26千米直径的一个大球!

即使是中等规模的64万年前那次喷发,10000立方米又是多少?是20世纪罕见规模的圣海伦火山喷发的2500倍,是二十世纪最大规模的皮纳图博火山(Mount Pinatubo:10立方千米)的100倍!

为何黄石火山会有如此巨大的规模?

原因很简单,因为在黄石火山的下方的是北美板块下最大的火山热点之一:黄石热点,这里直接连接到了地幔中的轻热岩浆,通过长长的地幔热柱直达地表,这就是黄石火山喷发的巨大规模的岩浆来源。

另外有一点必须要注意,在黄石附近,地幔热柱熔化岩石圈下层所产生的熔岩流是含硅量达到75%以上的流纹岩岩浆,其含硅量很高,岩浆粘稠度也很高,其内部的气体被岩浆包围难以泄压,因此在黄石公园下方积聚的气体会越来越多,压力也会越来越高,导致其要么不喷发,一喷发就是超大规模。

与板块运动不一样,地幔热柱不太会改变位置,因此随着北美板块被大西洋中脊推动的向西运动,留下了一连串的火山口,黄石热点最早喷发是在1650万年以前,此后多次喷发,形成了一串古老的火山口!

上图是1650万年来,黄石热点在北美大地上留下的8个火山口,跨度达到了850千米以上,看来这1650万年来北美大陆移动的速度还是挺快的。

假如黄石火山喷发:影响到底有多大?

1991年6月的皮纳图博火山爆发,火山喷出了100亿吨的岩浆和2千万吨的二氧化硫,导致全球平均气温下降了0.5℃,这会导致难以预测的全球性气候灾难,那么黄石火山喷发对全球的影响有多大呢?

假设黄石火山喷发规模为64万年前同等,那么影响范围有多大?

一般认为,美国人会对黄石火山喷发比较关心,因为从火山的地理位置以及大气环流模型来看,其直接影响的都是北美大陆,但黄石火山喷发规模实在太大,间接影响将会包括全球!

2014年8月27日,AGU(地球化学、地球物理学、地球系统》)期刊上发表了一篇标题为“Modeling ash fall distribution from a Yellowstone supereruption”(模拟黄石超级喷发的火山灰分布)的论文,对黄石火山喷发后建构了火山灰的分布模型。

上图是210万年和64万年两次喷发的火山灰分布数据,又是黑色方块,又是空心圆的分布看着太累,不过好在论文中也给出了非常直观的,随着时间推移的火山灰分布区域图,如下:

上图是分别发生在1月、4月、7月和10月等不同季节喷发时火山灰的最终分布,因为喷出的大量火山灰会随着大气环流沉降到全美各地,季节不一样,风向不一样,分布范围也不一样。

上图则是“杀伤”区域分布,次要火山灰分布带基本将覆盖全美一半以上的面积,WIKI上有一个黄石火山喷发后的影响评估,还是比较靠谱的:

  • 火山灰将覆盖全美3/4的土地;

  • 在火山一千公里范围内,灰尘引起大量暴雨,爆发泥石流,火山灰将压垮大多数民房;

  • 火山灰尘导致电子设备无法正常使用,将使通讯,交通,物流等行业全线瘫痪;

  • 多数民众将死于化学气体中毒、受污染的水和食物,比如氟;

  • 全球性的天气灾难,硫酸气体层将在2周内覆盖全球,反射阳光,致使全球平均气温下降12--15度。赤道附近可能持续两三年的积雪,季风消失,大部分人类和动植物会死于寒冷和饥饿。

基本上都涵盖了火山喷发后的影响,其直接影响就是美国基本完蛋了!而次生灾害却在全球,因为火山灰会在几周内完全沉降,但二氧化硫气体形成的气溶胶会长期阻挡阳光,可以在未来数年内产生毁灭性的影响。

如评估所述,地球整体接受的辐射能降低,这会导致全球气候模型大幅度改变,比如太平洋赤道水域水温下降,可能会导致大西洋的飓风、太平洋上的台风数量锐减,尽管风灾影响确实小了,但每年缓解旱情的雨水也没了,带来的可能是罕见的旱灾。

还有每年的季风可能会改变,这会导致春秋的雨水减少,另外气温降低,冬季寒冷季节可能会增加,两极的冰盖面积恢复,辐射反射比例大增,可能会再次进入小冰期甚至冰河期,后果是相当严重的。

黄石火山会在2022年喷发吗?

答案可能是不会!美国地质调查局 (USGS) 黄石火山观测站 (YVO) 发布了2021年年度报告的同时,也给出了一个答案:2021年的地震在近些年来并没有显得特别高!

黄石国家公园及其周边地区每年约1,500-2,500次地震,2021年只是略微有些超出,而数据最高的则是2017年,总数高达3427次,而且大多数地震都在2级一下,均为人体难以感知,近期比较高地震烈度的是2017年,在2021年只有3次是超过3级的。

但有一个不争的事实正在发生,黄石地区从1973年以来总共发生了大约50000多次地震,其中各位一定发现了一个问题,因为2017年来就占了很大一部分,黄石火山的地震频率正在进上升!

黄石火山正在接近喷发?答案是有可能!

没有人能预测火山什么时候会喷发,但从获取的地质数据中能推断出火山可能正在接近喷发,而从黄石火山从二十世纪到二十一世纪的变化来看,火山正在逐渐接近喷发,因为黄石火山口地面正在不断升高。

火山口真抬高了?

对于火山口地形变化的追踪最早可以追溯到1975年,据美国国家公园网站上数据,从1975年~1985年,整个火山口隆起高度超过1米!

从1996年到2000年的合成孔径雷达取得的地形数据则是如上图,色带中每个完整的颜色循环代表略多于一英寸(28.3 毫米)的垂直变化。

上图则是2004 年9月22日到2006年8月23日的地表变形模式。火山口底部的西南和东北部分别上升了大约11厘米(4.3英寸)和15厘米(5.9英寸)),而诺里斯间歇泉盆地附近的北破火山口边缘下沉约7厘米(2.8 英寸)。

其中最大的垂直运动记录在破火山口东缘内的白湖GPS站,从2004年到2010年,这里的总隆起约为27厘米(10.6 英寸),而在近期隆起则是出现在2013-14年,还有则是在2016年。

另一个标志则是蒸汽船间歇泉,它喷发的频率越来越高,它在2018年发生32次喷发,在 2019年则是创纪录的48次,2020年也是48次,2021年是20次,虽然数量有所下降,但每次持续时间均有增加。

这些数据究竟意味着什么?

科学家认为在1990年代后期,岩浆体已经侵入诺里斯下方,被困在岩浆中的流体冒出并穿过上方的岩石迷宫时:当流体被卡住并且压力增加时,地面会上升,当流体能够逃逸到其他地方时,地面就会恢复。而附近岩浆流体可能非常靠近地表,或许距地表仅一英里左右。

但科学家也表示,一个火山口可能会经历数千年的隆起和下沉而不会喷发!不过值得注意的是,隆起和沉降的变化与地震活动的增加有关,每当岩浆流体的活动伴随地震、沉降和隆起等地质运动时相当于一个天然的减压阀,释放了压力。

但很多时候这个预测并不靠谱,据最近200多万年以来的喷发规律,目前正处在第四次喷发时间的范围内,黄石火山可能会随时喷发,当然也有可能在数万年后才会喷发,因为对于地质年代来说,这几万年不过是一瞬间而已!(完)

参考:

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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