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儀器網(wǎng) 時事聚焦】今年1月份，菲律賓的塔阿爾火山出現(xiàn)爆發(fā)跡象，噴發(fā)出的大量蒸汽和火山灰不僅導致位于附近的馬尼拉機場暫時停飛，還使附近的居民被迫緊急撤離。去年12月，新西蘭懷特島火山噴發(fā)造成至少19人遇難。雖然在世界范圍內，火山噴發(fā)并不罕見，但對于近百年來僅有一次存在爭議的火山噴發(fā)記錄的中國來說，這種會造成極大破壞的
地質災害仿佛并不存在于人們的真實生活中。
我國位于環(huán)太平洋火山帶和阿爾卑斯-喜馬拉雅火山帶之間，雖然現(xiàn)代幾乎沒有火山噴發(fā)，但依然屬于多火山國家。其中已探明的活火山至少有14處，比較的有黑龍江五大連池、吉林長白山天池以及疑似在1951年噴發(fā)過的阿什庫勒火山群。
短期內，我國的火山噴發(fā)的風險較小，然而由于火山噴發(fā)引發(fā)的因素多、活動周期長、造成的危害大，我們仍然需要開展火山監(jiān)測活動。從1997年啟動火山監(jiān)測項目開始，我國已經(jīng)建立了較為完善的四級火山監(jiān)測臺網(wǎng)，并在長白山天池火山、五大連池火山、騰沖火山等靠近人口密集城鎮(zhèn)的6處火山設立了監(jiān)測站點，同時對我國的火山活動進行研究。
近日，五大連池火山有了新的發(fā)現(xiàn)。中國科學技術大學的研究團隊與水文地質環(huán)境地質調查中心合作，結合大地電磁成像和噪聲成像技術，估算了五大連池尾山火山地殼巖漿囊中的巖漿部分熔融程度，發(fā)現(xiàn)尾山火山仍然處于持續(xù)的活躍狀態(tài)。
地球表層包括大氣和海洋中存在著性的天然交變電磁場，大地電磁探測法就是利用這個天然交變電磁場為場源研究地球內部結構的一種地球物理勘探方法。當交變電磁場在地下介質中傳播時，由于電磁感應存在趨膚效應，電磁場頻率越高，導體的有效電阻越大，電磁場的穿透深度就越小。通過改變電磁場頻率，就可以獲得地下不同深度的電阻率分布信息。
自20世紀50年代初提出后，大地電磁法就廣泛應用于石油天然氣的勘探、地熱與地下水勘等領域。巖漿和周圍地層的電性特征不同，垂深方向電阻率也有明顯差異，因此大地電磁法也可以用于監(jiān)測地殼與上地幔中的巖漿活動。
研究人員利用大地電磁探測法獲得了火山下方20km的三維電阻率結構，發(fā)現(xiàn)其中約三四公里深的地方存在著明顯的低電阻率異常，這說明火山下方存在部分熔融狀態(tài)的巖漿，并非完全冷卻狀態(tài)。根據(jù)異常的電阻分布，研究人員進一步得到了火山下方巖漿囊的情況，并推斷中地殼中的巖漿囊正在向上地殼的巖漿囊輸送巖漿。
活躍的巖漿是火山噴發(fā)的必要因素，一旦巖漿囊的部分熔融程度達到40%，火山就將噴發(fā)。研究人員根據(jù)電阻率模型并結合噪聲成像得到的速度模型估算出五大連池尾山火山巖漿囊中巖漿的部分熔融程度至少為15%。雖然離噴發(fā)臨界點較遠，但尾山火山一直處于活躍期，熔融程度還在持續(xù)增長。因此有必要加強對該火山的監(jiān)測。
除了大地電磁法之外，對火山活動的監(jiān)測與研究還可以監(jiān)測通過地震與火山顫動信號、地熱變化、火山噴發(fā)氣體和溫泉成分變化等形式進行。目前，噴發(fā)概率高的火山仍然是長白山天池，但五大連池等其他活火山也不容忽視。我們經(jīng)歷過洪水、地震、臺風等自然災害，未來也將面對火山噴發(fā)，但只要做好監(jiān)測與預測工作，即使真的遭遇火山噴發(fā)，我們也有信心將損失降至低。
資料來源：中科院
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