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我们如何知道阿拉斯加偏远地区的火山正在活跃

阿拉斯加火山观测站最近提高了位于乌纳拉斯卡岛上的马库申火山的警报级别。在很少有人能够看到的情况下,AVO 如何知道火山正在躁动?

作者:Erik Klemetti
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2019 年 8 月 16 日拍摄的阿拉斯加马库申火山峰顶。资料来源:AVO/USGS

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在阿拉斯加的乌纳拉斯卡岛上,坐落着马库申火山。这座火山被厚厚的冰雪覆盖。虽然它离荷兰港(Dutch Harbor)不算太远——直线距离而言——但却极其难以到达。然而,作为其任务的一部分,阿拉斯加火山观测站必须密切关注迹象,以防这座火山可能再次苏醒。

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马库申火山是一座拥有繁忙且有时剧烈的历史的火山。最近一次已知喷发发生在 1995 年;在过去几个世纪里,马库申火山至少爆发了十几次。其中一些喷发规模达到了火山爆发指数(VEI)3 级(与印度尼西亚默拉皮火山 2010 年的喷发规模差不多)。

如果追溯更久远,马库申火山曾产生过规模更大的喷发,包括约 8000 年前形成火山口的 VEI 5 级喷发。这种规模的喷发更类似于 1980 年 5 月的圣海伦斯火山喷发。这意味着,监测马库申火山(以及其他类似的阿留申群岛火山)的任何异动都非常重要,无论是对于地面上的人们,还是对于飞往亚洲和返回的航空旅客。

阿拉斯加马库申火山及其前方荷兰港/乌纳拉斯卡镇的景象。该镇距离火山仅 16 英里。(资料来源:AVO/USGS)

AVO/USGS

火山的远程监测

那么,我们究竟如何得知呢?远程监测火山最常见的方法是观察地面的震动情况以及火山顶部喷出物的成分。似乎很明显,对吧?

地震仪可以安装在这些偏远的火山上,收集到的数据通过无线电或卫星发送回 AVO 进行解读。很多时候,这些地震仪是在短暂的“好天气”窗口期安装的,由深循环电池或太阳能电池供电(在阿拉斯加这样的地方,前者更常见)。

它们需要每年进行一次维护,或在因积雪、结冰、大风、熊甚至人为损坏仪器后进行维修。最好能在您监测的火山上安装地震仪,但即使是距离较远的地震仪也能记录到偏远火山发生的大型地震。

21 世纪兴起的另一种常见方法是使用网络摄像头。您可能会惊讶于有多少偏远地区的火山安装了某种形式的网络摄像头,可能与地震仪一起安装,或安装在护林员站,甚至从远处有清晰火山视野的地方安装。与地震仪一样,网络摄像头也需要维护。网络摄像头最大的问题是天气和夜晚:如果多云或有雾……或者在黑暗中(在阿拉斯加的冬季很常见),您就看不清什么。

2020 年 1 月,阿拉斯加马库申火山的一处地震监测站。(资料来源:AVO/USGS)

AVO/USGS

我们可以利用遥感卫星来弥补这些不足。NASA 的 Terra 和Aqua、欧洲航天局的Sentinel-2、美国地质调查局和 NASA 的LandSat卫星群,以及Planet Labs Inc.的 Doves 都是地球观测卫星,它们可以寻找穿透云层的火山羽流。它们还可以寻找熔岩穹顶的红外信号。即使是气象卫星也能发挥作用,GOESHimawari可以从其固定轨道捕捉到火山羽流。

更专业的技术已被用于寻找阿拉斯加偏远火山新活动迹象。次声波利用低频声音,这种声音可以传播数千英里。这些深沉的轰鸣声可能是位于阿留申群岛深处、被云雾笼罩的火山发生的爆炸。即使寻找火山闪电的爆发也能帮助定位喷发。

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马库申火山的新动静

将这些信息综合起来,我们就能了解更多关于这些遥远火山活动的情况。这就是为什么AVO 已将马库申火山的警报级别提高到“黄色”(四级中的第二低级别)。在过去几天里,火山上的地震仪已经探测到该火山下方发生了数次 M3-4 级地震——这可能表明火山正在从几十年的平静中苏醒。无论是卫星还是指向该火山的网络摄像头都没有看到任何羽流,因此到目前为止似乎没有发生喷发。

然而,一旦迹象开始出现,像 AVO 这样的火山监测机构就需要将信息传达出去,以便应急管理者能够做好准备。这可能是为了马库申火山附近的城镇,如荷兰港,或是飞越该地区的航空公司。即便如此,这种躁动很可能不会导致新的喷发——但在面对危险时,过于谨慎总比过于掉以轻心要好。我们现在可以更快地看到迹象,并有望让人们更安全。

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