2018年12月22日,喀拉喀托火山侧翼坠入印尼苏门答腊岛和爪哇岛之间的巽他海峡,引发海啸,造成430人死亡。由波茨坦德国地球科学研究中心(GFZ)的托马斯·沃尔特(Thomas Walter)领导的一个国际研究小组现在表明,这座火山在崩塌前发出了明确的警告信号。这是对地面测量以及无人机和卫星收集的大量不同来源的数据进行分析的结果。例如,卫星数据显示,在灾难发生前几个月,西南侧翼的温度和地面运动都有所上升。在火山的大部分突然崩塌前两分钟,地震数据和一次较小地震的低频声波预示着这次致命的事件。这次崩塌最终引发了致命的海啸。研究人员希望利用对这一复杂事件级联的分析来改善对其他火山的监测和早期探测。他们的研究发表在杂志上自然通讯。
像喀拉喀托火山岛这样的火山岛通常由不稳定的物质组成。因此,这些岛屿上时不时会发生火山侧翼的崩塌。然而,直到现在,这还没有得到精确的测量。GFZ的火山学家托马斯·沃尔特解释说:“在喀拉喀托,我们第一次能够观察到这样一个火山侧翼是如何被侵蚀的,以及是什么信号宣布了这一点。”在他们对喀拉喀托火山的研究中,研究人员能够证明,在几个月的时间里,火山东南侧翼向大海的运动形成了一种滑动。地震侧翼突然加速滑入海中,即所谓的侧翼崩塌,只持续了两分钟,在海啸的第一次冲击到达海岸之前,地震仪和次声网络就测量到了这一点。
“我们使用了非常广泛的方法:从卫星观测到地面地震数据,从次声到无人机数据,从温度测量到火山喷发产物的化学分析,”托马斯·沃尔特说。“今天几乎不受限制地访问全球数据对这一点至关重要。在海啸发生后的几天里,它使我们能够同时在不同国家的不同地点分析这次事件。”
目标是改善监测系统
沃尔特说,与喀拉喀托火山类似,这样的事件也可能预示着大西洋、太平洋甚至地中海的其他火山岛也会发生这样的事件,然后研究结果可能会转移到这些火山岛。“我们认为海啸预警系统也必须考虑到山体滑坡造成的事件。那些有滑动危险的火山应该被纳入监测系统。”
来自GFZ和Freie Universität Berlin的地震学家Frederik Tilmann也参与了这项研究。他说,在分析数据时,侧翼崩塌的不寻常地震模式是一个特别的挑战。与构造地震相比,这种模式中只有一小部分由大约1赫兹(每秒1次振荡)的高频组成。相反,地震波在低频率范围内包含更强的成分,最高可达0.03赫兹(每35秒振荡一次)。蒂尔曼说:“这一特性是在任何常规评估中都无法检测到该事件的原因。”
沃尔特说,监测系统的努力将会得到回报,因为在过去的两个世纪里,大部分火山受害者并不是死于火山爆发本身,而是死于山体滑坡和海啸。新的结果表明,火山崩塌的危险迄今为止被低估了。现在的第一步是确定特别危险的火山,并用额外的传感器和新的评估算法补充现有的测量方法。沃尔特说:“我们相信,我们的发现将导致改进监测系统的发展。”
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提供的材料波茨坦地质研究中心,亥姆霍兹中心。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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