从冰岛的火山喷发到印度尼西亚的喀拉喀托，2023 年发生了许多引起新闻头条的火山喷发。2022 年我们还看到了大量的喷发。从智利的拉斯卡火山、印度尼西亚的塞梅鲁山和南太平洋的汤加哈阿派海，到冒纳罗亚火山的平静喷发，2022 年是火山活动频繁的一年。
但是，科学家如何能在火山喷发前预测它们呢？
虽然像冒纳罗亚火山（Mauna Loa）这样的火山喷发相对平静，造成的损害很小，但像塞梅鲁山（Mount Semeru）和汤加哈阿派海（Hunga Tonga）这样的喷发可能会迫使人们撤离家园，对财产和生态系统造成广泛破坏，甚至导致死亡。尽管无法确定火山喷发会造成多大损害，但有方法可以预测何时可能发生喷发。
是什么导致火山喷发？
当岩浆因密度和压力降低而上升到地表时，火山就会喷发，气体气泡的形成也起到了助推作用。喷发的类型和严重程度取决于各种地质因素，包括岩浆的成分和地球的构造活动。以下是火山喷发原因的详细 breakdown：
岩浆的形成
当地幔（地壳下方的层）熔化时，就会形成岩浆。这种熔化可能是由多种因素引起的，例如构造板块的运动、热点的存在，或者水的添加和其他挥发性物质的加入，这些物质会降低岩石的熔点。
压力积聚
随着岩浆的形成，它开始向地表上升，因为它比周围的固体岩石密度更低。在上升过程中，压力会减小，使得溶解在岩浆中的气体（如水蒸气、二氧化碳和二氧化硫）形成气泡。这个过程类似于打开碳酸饮料时形成的气泡。
喷发触发
这些气体气泡不断增加的压力会将岩浆推过地壳中的裂缝和缝隙。当压力过大，地壳无法承受时，就会导致喷发。
喷发类型
喷发的性质可能会因多种因素而异，例如岩浆的粘度（它有多厚或多稀）、其中所含气体的数量和类型以及火山本身的结构。粘度较高的岩浆（如在层状火山中发现的）倾向于产生更具爆炸性的喷发，而较稀的岩浆（如在盾状火山中发现的）则倾向于产生较温和、流动的熔岩喷发。
构造活动
在构造板块分离或汇聚的地区，岩浆更容易上升到地表，导致频繁的火山活动。例如，太平洋周围的环太平洋火山带是构造板块的结果，也是世界上许多火山的所在地。
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火山喷发时会发生什么？
有些火山，如冒纳罗亚火山，会休眠几十年。而另一些火山，如意大利的斯特龙博利火山，几乎每天都会喷发。无论如何，火山学家——研究火山的科学家——每天都会监测这些火山和其他大多数活火山。根据美国地质调查局（USGS）的说法，这些迹象包括：
火山周围地震活动的频率和强度增加。
地表变化，如肿胀。
明显的蒸汽活动。
新出现或扩大的地热区。
热流变化。
来自火山的喷气孔气体的成分或丰度发生变化——这些气体从火山中逸出。
根据 USGS 的说法，虽然这些迹象是喷发的指示，但它们无法告诉火山学家喷发的类型或规模。这些迹象可能持续数周、数月甚至数年，然后才会发生火山活动。有时，根本不会发生喷发，火山就会恢复平静。那么，我们如何知道火山是否真的会喷发呢？
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火山喷发可以预测吗？
是的，火山喷发是可以预测的。根据 USGS 的说法，火山学家使用各种工具来监测火山活动。这些工具通常易于安装和维护，并且通常可以使用多年。
地震监测站
科学家使用的一种工具是地震监测站——通常配备 GPS——用于监测火山周围的地震活动。这些监测站依靠太阳能供电，并通过低功耗无线电实时传输数据。
倾斜仪
当火山学家注意到火山表面发生变化时，他们可能会使用一种称为倾斜仪的设备来测量火山坡度的变化。它们可以检测到百万分之一的变化。
光谱仪
为了指示火山喷出气体的变化，火山学家使用一种称为光谱仪的设备——它分析穿过火山羽流的光。每种气体都有其独特的光谱特征；幸运的是，可以使用这种工具来确保安全。
热成像
火山学家还使用来自卫星和飞机的热成像来识别新的、更热的熔岩流。飞机和卫星还用于雷达测绘，这有助于创建火山表面的三维地图，可能预测熔岩的流向。
其中一些工具被用于预测 1991 年菲律宾皮纳图博火山的喷发。根据 USGS 的说法，菲律宾火山学和地震学研究所（PHIVOLCS）和 USGS 的联合努力通过预测喷发，挽救了超过 5000 条生命和 2.5 亿美元的财产。当地居民以及美国克拉克空军基地在六级喷发之前就得以撤离。
尽管火山学家拥有监测火山的工具，但火山仍然可能难以预测。有些火山可能显示出活动迹象但从未喷发，而有些火山则可能似乎凭空喷发。随着技术的发展，人们将对火山学家能达到何种精确度感到好奇。
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如何应对火山喷发
火山喷发既壮观又具有毁灭性。了解这些自然事件的成因至关重要，但同样重要的是要知道如果发生火山喷发，如何保护自己。无论您是靠近像冒纳罗亚火山这样威胁最小的火山，还是面临像塞梅鲁山或汤加哈阿派海这样更具危险性的喷发，做好准备都是关键。以下是 *Ready.gov* 关于如何应对火山喷发的建议：
喷发前的准备
保持信息畅通：定期查看当地政府和地质部门的最新消息。了解火山的行为可以提供重要的早期预警。
疏散计划：熟悉当地的疏散路线和计划。如果发布了疏散令，请立即冷静地执行。
喷发期间
室内安全：如果在室内，请关闭所有门窗，以防止火山灰进入。如果发生坠落物，请躲在坚固的家具下方。
户外注意事项：如果在户外，请戴口罩以避免吸入火山灰。保护好头部，尽快寻找掩蔽处。
避开河谷：远离河谷和低洼地区，这些地区可能发生熔岩或泥石流。
驾驶：如果必须驾车，请谨慎驾驶。火山灰会降低能见度，并使道路湿滑。
喷发后
远离受影响区域：即使在喷发似乎已经结束之后，也要避开该区域，直到当局宣布安全。
健康检查：注意由火山灰引起的呼吸系统问题，必要时请就医。
财产维护：小心地清理您财产上的火山灰，注意屋顶承重限制和潜在的水污染。
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关于火山的常见问题解答
什么是火山？
火山是一种地质构造，当来自地球内部的岩浆（熔化的岩石）到达地表时形成。它通常呈山或丘状，带有火山口或喷气孔。火山既存在于陆地上，也存在于海洋中，并且通常位于构造板块边界。
火山是如何喷发的？
当岩浆因其比周围固体岩石密度和压力较低而上升到地表时，就会发生火山喷发。随着岩浆上升，其中的气体形成气泡，增加压力。当这种压力超过地壳的强度时，就会导致喷发。喷发的类型和强度取决于岩浆粘度、气体含量和火山的地质构造等因素。
火山多久喷发一次？
不同火山的喷发频率差异很大。有些火山，如夏威夷的基拉韦厄火山，几乎持续喷发，而有些火山可能喷发频率较低，休眠数百年甚至数千年。喷发频率取决于多种因素，包括火山的大小、类型和构造环境。
火山喷发持续多久？
火山喷发的持续时间可能从几小时到几十年不等，具体取决于火山和喷发的类型。较小的喷发可能持续几天，而较大、更具爆炸性的喷发可能持续数周或数月。一些火山阶段，尤其是在盾状火山中，可能会持续产生数年甚至数十年的熔岩流。
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本文最初于 2022 年 12 月 16 日发布，之后由 Discover 团队更新了新信息。
