2022 年汤加火山大爆发前 15 分钟发生了一些奇怪的事情

汤加火山爆发的卫星图像。图片：NASA 地球观测站 / Joshua Stevens / Lauren Dauphin / CALIPSO 数据来自 NASA/CNES，MODIS 和 VIIRS 数据来自 NASA EOSDIS LANCE 和 GIBS/Worldview 以及 Suomi 国家极地轨道合作伙伴，GOES 图像由 NOAA 和国家环境卫星、数据和信息服务 (NESDIS) 提供

两年前，洪加汤加-洪加哈帕伊火山爆发，摧毁了同名岛屿，迫使大量人员撤离，火山灰覆盖汤加，造成数人死亡。预测此类自然灾害极其困难，但一项令人惊讶的新发现表明，一些火山在灾难性喷发前几分钟会发出线索。

一组研究人员审查了这些数据中被忽视的一些数据，他们发现，2022 年震撼太平洋的大型火山喷发之前，曾有一道地震波横扫地球表面。这些数据是由遥远的地震仪收集的，但最近的研究小组认为，即使是那些遥远的信号也可以帮助人们为未来的意外喷发做好准备。

针对自然灾害（地震、火山爆发和海啸）以及飓风、龙卷风和台风等更可预测的事件的预警系统可以挽救生命。任何警告都比没有警告要好，因为即使是关键时刻的警告也可能是生死之间的差别。

这项研究的共同作者、东京大学火山学家 Mie Ichihara 在美国地球物理联盟的一份新闻稿中表示：“早期预警对于减轻灾害非常重要。”“岛屿火山会引发海啸，这是一种重大危害。”

研究小组检查了斐济和富图纳岛的地震仪数据，这两个地方距离火山爆发地点超过 466 英里（750 公里）。在这些数据中，研究人员发现了一种沿地表传播的地震波，称为瑞利波，它从火山爆发方向发出，大约在火山爆发前 15 分钟。瑞利波对人类来说是无法察觉的，但地震仪却能轻松捕捉到它。

研究人员在周一发表于《地球物理研究快报》的论文中写道：“参考其他地震信号和卫星图像，我们得出结论，瑞利波是最重要的火山喷发前兆，没有明显的地表活动。结合我们的发现和先前研究的结果，我们提出了火山口形成喷发的开始情景。”

这次破纪录的火山喷发发生在 2022 年 1 月 15 日。这次火山喷发的 36 英里高（58 公里高）的火山柱是有记录以来最大的一次，仅用了半个小时就到达了地球的中层。之前的记录保持者是 1991 年菲律宾皮纳图博火山的大规模喷发。

研究小组指出，洪加汤加-洪加哈阿帕伊火山爆发前并没有任何“明显的表面活动”。因此，瑞利波是即将发生破坏的主要指标。

“当发生常见地震时，包括瑞利波在内的地震波会立即被用来估计震源参数，”例如震中、深度、震级和机制，市原在一封电子邮件中告诉 Gizmodo。“然后，震源参数被用来传播海啸预警。然而，目前还没有基础设施可以使用像我们文章中提到的火山爆发前兆中的瑞利波，尽管我们认为它很有用。”

“火山爆发时，我们并没有想到实时使用这种分析。”

研究人员在论文中指出，火山口壁下的海洋地壳断裂释放了在斐济和富图纳探测到的地震波。然后，地壳下的岩浆和上面的海水涌入火山地表下的岩浆室，导致上面的土地塌陷并引发火山喷发。

研究小组表示，分析位于火山爆发地点数百英里之外的地震站的数据，可以在火山爆发造成最严重影响之前发现火山爆发的迹象。“在火山爆发时，我们并没有想到要实时使用这种分析，”Ichihara 说道。“但也许下次水下发生重大火山爆发时，当地观测站就能从数据中识别出来。”

研究人员不断寻找新方法来及早发现潜在的灾难。2021 年，一组地球科学家发现，海啸可以通过磁场来预测，磁场在预示巨大水墙到来的海平面变化之前到达。

如果洪加汤加-洪加哈帕伊火山爆发发生在世界上人口更密集的地区，其破坏力可能会更大。希望从这次创纪录的爆炸中获得的启示可以帮助人们更好地为未来类似的事件做好准备。