南极两座火山“令人不安”

南极洲不仅有冰，还有火。100多座火山隐藏于冰原。其中一座高达3800米的埃里伯斯火山，在距离南极洲最大的科研基地——美国麦克默多站仅40公里的地方虎视眈眈。另一座是维希山，已经产生了令人不安的迹象，表明冰川消融会引发火山喷发。

现在，研究人员正瞄准这两座火山，以了解当前和长期的威胁。

埋设于3800米高的埃里伯斯火山的地震仪不受风的影响。图片来源：JOSH LANDIS/NATIONAL SCIENCE FOUNDATION

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12月沿着埃里伯斯火山边缘安装的地震仪，可以帮助研究人员了解这座极度活跃的火山对麦克默多站和隔壁新西兰斯科特基地构成的威胁。本月计划在维希山开展的一项实地活动，将探索气候变化可能重新唤醒冰封火山的可能性。这些火山的炽热喷发反过来可能会加速冰的损失，形成新的危险反馈。

“这是一种危险。”美国新墨西哥矿业与技术学院的地质年代学家Matthew Zimmerer说。

自20世纪60年代以来，科学家一直在研究埃里伯斯火山及其火山口内翻腾的熔岩湖，偶尔它会抛出熔岩“炸弹”。放置在山顶附近的地震仪揭示了这座火山浅层岩浆管道的许多情况。

但美国科罗拉多州立大学的地球物理学家Rick Aster说，强风使地震仪“听不到”深层岩浆发出的隆隆声。“我们正在研究一个岩浆系统的顶端，该系统可能延伸到地幔150公里。”

近日，一个小团队开始埋设一套新的地震仪，它将免受风噪。由于不受风的影响，地震仪将实时传输数据，并能在南极极夜中运行，从而持续监测埃里伯斯火山的危险。地震仪还可能为研究人员提供更深入的见解。

很少有火山像埃里伯斯火山那样，长时间保持开放的熔岩湖。人们认为，熔岩湖起着释放阀的作用，可防止压力积聚。然而，美国阿拉斯加大学费尔班克斯分校的地球物理学家Ronni Grapenthin表示，研究人员追踪了埃里伯斯火山压力积聚的长周期，这种压力积聚明显使其侧翼膨胀和收缩，这表明在理解其岩浆管道如何工作方面存在空白。

20米宽的熔岩湖的搅动会产生覆盖整个湖的巨大气泡。当气泡冲出湖面时就会爆炸，发射出可以落在1公里外的熔岩“炸弹”。Aster希望新的地震仪能够揭示熔岩湖为什么会从搅动变成多年的平静，以及为什么埃里伯斯火山早期喷发得更猛烈。Grapenthin说，更好地了解岩浆管道还有助于指导其他南极火山的模型。

与此同时，尽管维希山处于休眠状态，甚至可能已经“死亡”，但它有望为南极火山学中最紧迫的问题提供答案，即随着冰川消融速度的加快，火山会变得更加活跃吗？

巴塞罗那地球科学学院的火山学家Adelina Geyer说，这种动态已经在冰岛和美国太平洋西北部的火山中被发现，“一旦冰川开始退缩，火山活动就会增加”。但在南极洲没有记录到这种相互作用的证据。

过去10年里，新墨西哥矿业与技术学院一个团队采集了10万多年前维希山最后一次活动时的熔岩样本。尚未发表的实验室分析显示，这些岩石来自50多次不同的火山喷发，其中近90%发生在冰河时代，当时气温像今天一样温暖，而且冰盖可能很薄。Zimmerer说：“这是一个完全出乎意料的相关性。”

12月，研究人员将重返维希山，寻找更多岩石，以确认冰的损失是否会使它苏醒。该团队希望在未来几年内考察其他火山，以探索它们对冰川消融的反应。

Zimmerer表示，目前尚不清楚反应有多快。一座火山在冰下喷发不会造成太多额外的融化。但如果许多火山喷发，就会形成一个反馈循环，冰的损失导致更多火山活动，更多火山活动又造成更多冰的损失，从而使海平面上升。如果是这样，人类排放的温室气体甚至会影响地球上最偏远的火山，反过来影响人类的命运。