《海岸火山和大洋岛屿火山有多危险?》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2021-02-20
  • 火山活动形成的压力波、火山灰、熔岩流和火山爆发可以释放极强的破坏力。大洋岛屿火山和海岸火山甚至会带来更多的风险。这些地区的火山,其翼部的垮塌可能引发海啸,能够威胁到数千英里外的海岸。但是,其翼部塌陷的实际危险是什么?我们如何才能更好地评估它?来自基尔亥姆霍兹海洋研究中心(Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel,GEOMAR)的地理学家Morelia Urlaub博士正在努力解决这些疑问。

    Urlaub博士在2018年底发表在科学杂志《科学进展》(Science Advances)上的一篇文章,受到了国际科学界的广泛关注。她首次证实,位于西西里岛东海岸的埃特纳火山的东侧,正在缓慢地向下滑入地中海。这种运动被认为是火山侧翼未来发生垮塌的早期现象。同时,这种垮塌极有可能诱发海啸。

    然而,人类目前的认知尚不能回答这种缓慢的侧翼移动是否确定是海岛火山未来垮塌的前兆,以及对周围沿海地区的危害严重程度。部分原因是大多数海洋岛屿和海岸火山通常位于海平面以下且难以监测。直到最近,深海研究的技术进步才提供了一些有效方法,使得测量大洋中的火山侧翼运动成为可能。

    为了推进对火山岛屿侧翼垮塌的认知,Urlaub博士成功地申请到了欧洲研究理事会的启动基金(Starting Grants of the European Research Council,ERC)。该项目将于2021年2月1日正式启动,未来五年获得总计150万欧元的研究经费支持。

    该项目将侧重于埃特纳火山(意大利)、喀拉喀托火山(印度尼西亚)、里特岛火山(巴布亚新几内亚)和基拉韦厄火山(美国夏威夷)。他们计划对火山岩进行野外调查、数值模型和实验室分析,来确认是哪些机制诱发了大规模的大洋火山岛屿侧翼垮塌。另外,2020年秋季部署在埃特纳山的测量仪器也将为该项目提供重要数据。这些测量部署是GEOMAR海洋卫星项目中的一部分,它们能在远距离上非常精确地测定彼此之间的距离,从而提供关于海底运动的信息。(王琳 编译)

  • 原文来源:https://www.geomar.de/en/news/article/wie-gefaehrlich-sind-kuestenvulkane-und-vulkaninseln
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    • 编译者:pengh
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    • 历史上,埃特纳火山上的居民区曾多次被熔岩流淹没。在过去150年里,埃特纳火山周围地区的人口几乎增加了两倍,这是由于对火山危险和风险评估不足,使脆弱地区的土地使用不当而造成的。因此,卡塔尼亚英格夫火山学技术实验室(TecnoLab)的研究人员对危险、暴露和风险进行了评估并绘制了地图,以便对埃特纳火山两翼可能发生的喷发影响进行基本的概述。 尽管我们了解火山灾害并有能力监测火山活动,但埃特纳火山喷发可能危害人民、财产和服务的可能性比以往任何时候都大。2013年对埃特纳火山熔岩流危害及其分布情况的分析显示,熔岩流的危险性远远超过此前的预期。没有令人信服的证据认为利率和震级的火山活动正在发生变化,但是,由于人口密度上升,日益复杂的设施,和扩大复杂的社会和经济基础设施、周围社区。埃特纳火山正变得更容易经历沉重的后果从火山危险活动。 TecnoLab的研究人员使用基于gis的方法评估了埃特纳火山两翼的熔岩流风险,该方法简单地将风险与暴露在危险中的元素结合起来(没有考虑到脆弱性)。危害,长期与熔岩流洪水概率,得到相结合三种不同的信息:未来的时空概率打开新侧喷发的火山口,与类相关联的事件概率的预期喷发,重叠的熔岩流路径模拟MAGFLOW模型。包括所有暴露元素在内的数据来自机构门户网站和高分辨率卫星图像,并按四个主题层组织:人口、建筑物、服务网络和土地使用。总曝光量由四个主题层的加权线性组合给出,其中的权重使用层次分析法(AHP)计算。 由此产生的风险地图显示了熔岩流喷发可能造成的破坏,允许快速可视化的地区,如果埃特纳火山侧面喷发将有最大的损失。最高危险等级是在无人居住的德尔博韦山谷以及南部和东北部裂谷的上部地区。相反,在人口高度集中的东海岸附近发现了较高的辐射水平,因此,那里有更广阔的城市地区和关键的基础设施。通过结合埃特纳主要人口中心的位置和那些危险程度高的地区,我们确定东南翼是整体风险水平最高的区域,这是由于位于火山侧翼的喷口喷发造成的。
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    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2019-04-14
    • 大约4.45亿年前,美国东部(极左)坐落在热带地区,岛屿弧形 - 大陆碰撞形成了阿巴拉契亚山脉。这次碰撞提升了吸收二氧化碳的岩石,导致冰河时代持续了数百万年。 图片来源:加州大学伯克利分校的Nicholas Swanson-Hysell 加利福尼亚大学的科学家们认为,他们知道为什么过去十亿年来地球一般温暖而温和的气候偶尔会被寒冷的啪啪声所打断,这些萧条将冰柱笼罩在冰上并偶尔将地球变成雪球。 他们说,关键的触发因素是热带地区的山地形成,因为大陆陆块与火山岛弧相撞,例如阿拉斯加的阿留申群岛链。 在很大程度上,地球的气候是由大气中的二氧化碳量驱动的,这会吸收热量并使地球变暖。虽然自工业革命以来燃烧的化石燃料已将二氧化碳水平推高到300万年未见的高度,但地球过去的二氧化碳水平甚至更高,恰逢没有大冰盖存在的温暖时期。 事实上,地球的默认气候似乎温暖而温暖。在过去的10亿年中,没有冰川的时期主导了四分之三。 然而,在那段时间里,有六个冰河时期冰冷,其中两个严重到足以将地球变成一个冰雪覆盖的地球,冰层覆盖了大部分地表。是什么引起了这些寒冷的插曲? 在本周出版的“科学”杂志上发表的一项研究中,研究小组得出结论认为,当火山弧与热带地区的大陆相撞 - 这是地球不断移动的构造板块的必然结果 - 它们引发全球降温,导致冰川气候有广泛的冰帽。 由于印度尼西亚群岛的部分地区被推向澳大利亚北部山区的山脉,现在正在发生这种冲突。结果是有山脉含有被称为蛇绿岩的岩石,这些岩石具有从大气中去除碳的高能力。在地质时期,火山喷发的二氧化碳与通过与岩石的化学反应消耗的二氧化碳之间存在平衡作用。富含钙和镁的岩石,如蛇绿岩,是消耗二氧化碳最有效的方法。当这些元素从岩石中释放出来时,它们会与二氧化碳结合,进入海洋,形成石灰石,将二氧化碳锁定在岩石中,并保持数百万年。 “地球有一个长期的碳封存计划,”加州大学伯克利分校的地??球和行星科学助理教授Nicholas Swanson-Hysell说,他与加州大学圣塔芭芭拉分校地球科学系教授弗朗西斯麦克唐纳一起设计这项研究。 “我们知道这些过程可以保持地球气候的平衡,但确定导致百万年时间尺度上非冰川和冰川气候变化的因素是一个长期存在的难题。” 不幸的是,对于地球的未来而言,消耗二氧化碳的地质过程是缓慢的,无法应对石油,煤炭和天然气燃烧产生的大量二氧化碳排放。 Swanson-Hysell说,几千年来,地球的天然碳封存计划将恢复平衡,但这将是现代文明的漫长等待,现代文明在地球当前较凉爽的气候中取得了如此成功。 阿巴拉契亚人遭遇重大冻结 2017年,Swanson-Hysell和Macdonald提出,与印度尼西亚今天发生的碰撞类似的碰撞引发了4.45亿年前的一次大冰期。这次碰撞发生在阿巴拉契亚山区建设的第一阶段,当时美国东部位于热带地区。在温暖湿润的热带地区,最终隔离碳的风化反应更加高效,从而导致大气中的二氧化碳减少,而且行星温度降低数百万年。 UC研究人员的工作建立在麻省理工学院的Macdonald和Oliver Jagoutz提出的类似建议的基础上,认为这些过程对于过去9000万年的冷却非常重要。 这项新研究加强了这种热带碰撞与全球气候之间的联系,由Swanson-Hysell,Macdonald和Jagoutz以及加州大学圣塔芭芭拉分校的加州大学伯克利分校研究生Yuem Park和Lorraine Lisiecki进行。 在目前的研究中,伯克利/圣巴巴拉/麻省理工学院的团队使用最先进的地球古地理模型来重建这些山地建筑事件在过去5亿年中的地位。他们发现,在这段时间内,所有三个主要的冰河时代都发生在热带地区的火山弧 - 大陆碰撞之前,热带以外没有碰撞引发冰河时代。 “虽然我们认为这个过程非常重要,但热带地区和冰川气候环境之间的关系比我们预期的要清晰,”Swanson-Hysell说。 该团队的理论也解释了为什么冰河时代即将结束。随着这种碰撞停止下来,岩石暴露越来越少,或者当岩石从热带雨带中漂移出来时,碳封存效率降低,二氧化碳含量随着火山爆发的持续升高而上升,地球再次升温成非冰川气候。 Swanson-Hysell将于4月12日星期五在奥地利维也纳举行的欧洲地球科学联盟年会上介绍该小组的研究结果。