上周六 (1/15) 南太平洋海底火山喷发,发生在位于东加海岸附近的太平洋火山中,喷发时间为当地下午 5 点 14 分左右 (加州时间周五晚上 8 点 14 分),美国、日本、澳洲、智利等国皆对海啸发出提前预警,各地陆续传出海水倒灌、民宅毁损等灾情,而首当其冲的东加王国灾情最为严重,造成全岛通讯中断。喷发大约 12 小时后,海啸产生的海浪到达加州,且正好适逢涨潮,Santa Cruz 受到海啸影响,海水淹进民宅,路上杂物垃圾都随著海潮往内陆飘移;Pacifica 则是出现大浪直接打到民宅的情况。
火山爆发引起的海啸跟地震引起的海啸,究竟有什么不同?在这两个事件中,有一样基本原理是相同的:海水因为突然之间的位移而产生出波浪。地震引起的海啸行为是相对熟悉且可预测的。但是由火山引起的海啸,完全就是另一个故事了。
虽然地震常常引发突发事件,但火山引发的海啸是由水下爆炸、气体释放、爆炸碎片、熔岩流和山体滑坡综合造成更复杂的水下产物。火山海啸的风险也可能持续相对更长的时间。地震后,水下余震可能会持续数周。但在火山爆发后,瓦砾会继续流入宁静的海洋数个月、甚至数年之久。
这就是为什么周六美国政府要求夏威夷、阿拉斯加和美国太平洋沿岸的居民离开或避开海岸线,并随时注意当地紧急管理官员的最新指示。
「火山爆发有更多的物理过程,这使得真正了解海水的行为方式变得更加困难。海底火山爆发就像一个巨大的灾难性气泡出现。海洋在打嗝,内容却充满鹅卵石和灰烬。」俄勒冈州波特兰市美国地质调查局西部地理科学中心的监督研究地理学家内森伍德解释著。
火山海啸相对也比较罕见,过去两个世纪以来科学家记录到的次数仅不到 100 次。最近的一次发生在 2018 年,当时印尼的 Anak Krakatau 火山岛的一大块塌陷入海里,淹没了爪哇岛和苏门答腊岛的低地,造成约 400 人死亡。
虽然以数量来说,大部分海啸是由地震而非火山引起的,但是在一个三分之二都是水的地球上,许多沿海人口其实是处于危险之中。
根据德国科学家 Franziska Whelan 和 Dieter Kelletat 在 2003 年发表的一篇关于巨型海啸的期刊文章里面所述,所有面向海洋和相对年轻的大型火山岛的海岸线,都存在相当严重的海啸危险。
而且,预测火山爆发是一项挑战。我们有一个复杂的全球地震台网络来监测地震并评估平均复发的间隔,但火山就更加难以预测,尤其是在它们处于安静的时候。可想而知,当火山在水下时,困难度又再提升。水下监测极度具有挑战性。
阿拉斯加帕尔默的国家海啸预警中心主要是关注地震。例如,如果计算机检测到水下发生 7 级地震,系统会自动进入高度警戒状态。但是,无论海啸是由火山还是地震所产生,它的移动旅程都使用相同的工具来进行监控。
国家海啸预警系统密切跟踪传入的海浪,因为它们在海洋中蔓延。旅行时间取决于海底深度。科学家知道整个地球的海底深度,因此,一旦他们知道火山爆发的时间和地点,他们通常可以预测海啸何时会到达任何指定的海岸线。
这个海啸预警系统在世界各地的海底拥有一个由 39 个站点所组成的价值 1,200 万美元的网络,称为「海啸深海评估和报告 (DART)」。DART 于 1986 年夏威夷发生海啸假警报后建造,并在 2004 年印度洋海啸造成超过 200,000 人死亡后升级。
DART 的深水传感器固定在海底,可以感知水的压力变化,然后通过声波将这些信息发送到浮标。浮标通过卫星将数据发送到沿海预警中心。东加遭受了火山喷发的最直接影响,水下突然发生爆炸和冲击波,再加上海浪,最大的岛屿东加塔布岛首都努库阿洛法沿海部分地区迅速被洪水淹没。
在美国西海岸和夏威夷,几个小时后水位便上升。伍德说,它们虽然没有像东加受到的冲击那么高,强度也没有那么大。 但由于码头的物理损坏,仍然使港口和海港处于危险的状态。