2月6日,土耳其东南部地区12小时内连续发生2次里氏7.8级地震。随后从8日开始,日本樱岛火山、南岳山顶火山口和昭和火山口均发生了多次喷发。近期土耳其大地震是否预示着地质活动比以前更加频繁、超级火山(如富士山)是否会喷发?
利用风云卫星对近期火山爆发进行了监测,并通过收集1950年以来全球地震和火山活动数据,对重大地震和火山爆发之间的关系进行了分析。2月份以来,处于太平洋火山地震带的日本鹿儿岛的樱岛火山(Sakurajima)及其南侧多座火山(图1和图2)、印尼东北部的卡兰吉田火山(Karangetang)以及美国夏威夷冒纳罗亚火山(Mauna Loa)、基拉伟亚火山(Kilauea)相继出现小规模喷发(图3)。其中美国夏威夷两座火山自去年12月以来,一直呈现活跃状态,间断地喷发高温熔岩和少量火山灰气体,总体爆发程度以低强度为特征。
图1. 风云四号A星日本鹿儿岛及其南部火山热点监测
图2. 风云四号B星日本鹿儿岛樱岛火山喷发监测(局部放大图)
图3. 风云三号E星美国夏威夷火山监测(Ash合成方案)
根据历史记录数据统计分析,1950年以来,全球共发生了691起7级以上地震,其中3起地震引发了同一区域火山的喷发,对应的火山爆发指数(VEI)都在3以下(分别为1957年发生在阿留申群岛的Vsevidof火山喷发、1960年发生在智利的Puyehue火山喷发、1975年发生在夏威夷群岛的Kilauea火山喷发)。其余大部分年份,大的地震和火山爆发在时间上不同步(图4)。
图4. 1950年以来全球重大地震和火山爆发数目统计(数据来源于NOAA国家环境信息中心、史密斯火山监测网及全球卫星综合观测)
火山爆发指数(VEI)
火山爆发指数(Volcanic Explosivity Index,简称VEI)是1982年美国地质调查局的纽豪尔教授(Chris Newhall)和夏威夷大学马诺阿分校的斯蒂芬·塞尔夫提出的量表,以喷出物体积、火山云和定性观测用来量度火山爆发的强烈程度。
从空间分布上看,在太平洋火山地震带上,往往火山地震活动都非常活跃(图5)。1950年以来,全球VEI大于4的超级火山爆发出现过5次,这些超级火山分布在环太平洋火山地震带上,属于太平洋板块和印度洋板块、亚欧板块和美洲板块交界边缘。在亚欧板块边缘上,地震发生的频率较高。
图5. 1950年以来全球重大地震和火山爆发空间分布特征(数据来源于NOAA国家环境信息中心、史密斯火山监测网及全球卫星综合观测)
火山喷发和地震发生的机理不同,火山口附近强烈地震可能引起火山喷发,但强烈的地震不一定都会伴随火山喷发。从历史统计数据上看,全球大部分重大地震灾害往往和超级火山喷发在时间和空间上不是同步发生。对于日本富士山等大型火山监测而言,我们更需要关注火山附近区域的地震活动情况。