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重溫2012(三)火山的生命

世界末日的新聞沸沸揚揚,2012年紐西蘭東加里羅火山、日本櫻島、菲律賓都發生火山爆發,連電影〈2012〉都上演黃石公園火山大爆發的劇情,難道火山在2012年真的有更頻繁的趨勢?或許我們對火山的瞭解還不夠。陳中華博士任職於中央研究院地球科學研究所,長期從事地球化學與火山學研究的他,剖析民眾容易誤解的火山知識,並提出面對火山的台灣觀點。

活火山或死火山

活火山和死火山兩個名詞其實是從英文翻譯過來的,但是語言的轉換結果可能會造成誤導。「活」讓人感受到火山似乎有壽命,而且是隨時會爆發;「死」則是結束了火山的生命,再也不會活動。這些概念對嗎?其實有很多需要釐清的地方。

所謂的活火山和死火山,其實是科學家為了分辨火山活動可能造成之災害的嚴重性及迫切性,將火山定義為「活」、「死」火山,如果火山爆發時間距今年輕到某一個程度,代表其再活動的可能性很高,為瞭解其活動之特性及減少可能的火山災害,科學家必須花很多人力與物力去監測它,所以將這類的火山定義為活火山,反之,則定義為死火山。

為了要大致分辨「死活」程度,科學家以過去火山的活動歷史來作為標準。以台灣類似環太平洋島弧式火山為例,國際上公認過去1萬年以內曾經活動過的火山為活火山,如果比1萬年還更久遠,就算只是1萬零1年也是死火山,要強調這只是一個分類,不代表死火山再也沒有噴發的可能性。

以台灣的大屯火山來看,它曾經在6千年前噴發過,因此科學家定義其為活火山,但並非隨時可能噴發。

而活火山當中還分出兩種類型:正在噴發活動中的活火山以及休眠的活火山。在全球,每天都有10到30個火山正在噴發,屬於正在活動的活火山。但是大部分的活火山其實都是休眠的,像是日本富士山和台灣的大屯山,一般民眾可以保持正常登山活動。

火山甦醒

火山活動的過程是從休眠、開始甦醒的活動、岩漿上升、到火山噴發。人們很容易可以監測到一座活火山從甦醒到噴發的過程。

首先火山地區的地震或地表變形就可以用來判斷岩漿有沒有在移動,岩漿有在移動我們就說他醒了。活動的岩漿往上竄升,有可能會導致火山噴發,但是只有約2至3%的機率。而大部分甦醒的火山,活動一下後又再度回到休眠狀態。像陽明山在四年前地震變多、地殼稍微變動,但是很快又回到穩定的休眠狀態。

從休眠、甦醒、到噴發的過程時間有多長?火山的活動和休眠是一個持續的動態過程,時間可以非常長,從幾十年到幾百年都有可能,沒有準確的時間範圍。

火山噴發是災也是利

火山噴發時伴隨的火山灰落到地表可能對植物產生影響,如果火山灰超過5mm的話,因光合作用的減少,植物就會死掉,造成農作物產量(productivity)減少,進而也會影響到一般動物生態。對居民而言,火山灰會造成水庫水質的污染,纜線被火山灰附著而影響供電,火山灰太厚甚至可能壓垮房子。

台灣也有很多別墅在陽明山上,因為人們覺得火山沒有活動,就容易親近它。像龐貝古城雖然在西元79年曾經被為維蘇威火山掩埋,但是現在卻又有好幾百萬人住在那裡。為什麼連活火山周圍也有人類居住?而且像日本鹿兒島附近的櫻島火山,其居民幾乎每天都要掃火山灰,為什麼他們還承擔生命安全的風險,而選擇與火山比鄰而居呢?

其中最重要的因素,可能為火山附近之火山物質因風化作用釋放出來元素,使得土壤非常肥沃,且火山灰形成的土壤孔隙多、透水性佳,非常適合農業生產。像是台灣人在花市可以看到「陽明山土」,因為它很肥沃,適合種植盆景花卉。

迷思一:火山灰噴發能解決全球暖化?

如果火山灰噴發的夠高,粒子會隨著平流層的氣流環繞全世界,這些粒子使得太陽光部分被阻擋,地表溫度降低,稱為「火山冬天」現象。像是1990年菲律賓的火山爆發使得全球溫度下降,然而這個效應維持的時間很短,大概只有1到2年就會回復。

科學家們很好奇,大量的火山灰是不是有可能促進地球從間冰期進入冰期?但是透過冰核(ice core)的考古研究,發現它對地球溫度的影響其實也非常短,並沒有真的造成全球冰期、間冰期的改變。

從地球的歷史來看,火山對氣候的影響是相當短暫。但如果從生態系的角度來看,即使是短暫地球氣候的改變對生物亦會產生很大的影響,甚至可能導致物種滅絕。

迷思二:台灣需要擔心火山嗎?


2011年台灣成立了大屯火山觀測站,來從事持續監測火山活動的工作,雖然台灣的火山目前處於休眠狀態,可以不擔心大屯山短期內會再度噴發,但仍然存在一些需要小心的問題。

火山噴發時,會有不同的噴發型態,包括冷凝後質地結實的熔岩流(Lava flow)和火山碎屑岩流(Pyroclastic flow)及火山泥流(Laha)。陽明山附近,竹子湖、北投、天母一帶的地質屬於後兩者,火山碎屑及泥流所堆積,由於膠結不良、質地鬆散,在強降雨發生時容易產生崩塌,造成土石流災害。

有1個非常有趣的發現,那就是祖先其實相當有智慧,他們從生活經驗中選擇安全的地方作為祖先居住的地方(墳),陽明山公墓若真的發生大型火山泥流,泥流正好從公墓兩邊的低處流過。

由於現在對陽明山研究還沒有到成熟能精確評估這些地區的安全係數。但是民眾還是可以藉由了解火山物質的特性,理性的持有防備的心態。

(本文原發表於行政院國家科學委員會-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!)

 

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關於作者

慈忻

台大地理所,研究空間分析方法與災害風險。曾擔任防災科普小組編輯、ENSIT電子報主編。偏鄉災害問題與專業/弱勢間的資訊不對等,是我最想解決的問題。