作者：Shane Cronin，奥克兰大学地球科学教授，火山学家。
汤加王国并不经常引起全球的关注，但1月15日，一座水下火山猛烈喷发，冲击波几乎席卷了半个世界。
这座火山看上去平平无奇。它由两个无人居住的小岛洪阿哈阿帕伊岛（Hunga Tonga-Hunga Ha'apai）组成，位于汤加首都努库阿洛法以北，海拔约100米（328英尺）65公里（40英里）处。但隐藏在海面之下的是一座巨大的火山，它高约1800米（6000英尺），宽20公里（12.5英里）
在过去的几十年里，洪阿哈阿帕伊岛火山经常喷发。在2009年和2014/15年的事件中，炽热的岩浆和蒸汽喷射穿过波浪爆炸。但这些火山喷发规模较小，与今年1月此次喷发事件相比相形见绌。
对这些早期喷发的研究表明，这是这座火山大约每千年产生的大规模爆炸之一。
既然海水可以冷却岩浆，为什么火山喷发会有如此剧烈的爆炸?
如果岩浆缓慢地上升到海水中，即使在1200摄氏度左右的温度下，岩浆和水之间也会形成一层蒸汽薄膜。这就为岩浆的外表面提供了一层隔热层，使其冷却。
但当充满火山气体的岩浆从地下猛地喷发出来时，这个过程就不成立了。岩浆迅速进入水中，任何蒸汽层都会迅速被破坏，使热岩浆与冷水直接接触。
火山研究人员称之为“燃料冷却剂相互作用”，它类似于武器级的化学爆炸。极端猛烈的爆炸将岩浆撕裂。一个连锁反应开始了，新的岩浆碎片将新鲜的炽热的内部表面暴露在水里，爆炸不断重复，最终喷射出火山粒子，造成超音速爆炸。
2014/15年的喷发形成了一个火山锥，将两个古老的岛屿连接起来，形成了一个约5公里长的岛屿。科学家在2016年考察了火山，发现这些历史上的喷发只是主要事件的序幕。
在绘制海底地图时，他们发现了一个隐藏在水下150米的“火山口”。
火山口是一个直径约5公里(3英里)的火山口状洼地。2009年和2014/15年的小型喷发主要发生在火山口边缘，但大的喷发则来自火山口本身。这些大喷发导致岩浆顶部向内崩塌，加深了火山口。
从过去火山喷发的过程表示，小型的火山喷发代表着岩浆系统在缓慢地自我“充电”，为大型喷发做准备。
在古老岛屿上的沉积物中发现了Hunga火山口过去两次大规模喷发的证据。研究人员将这些化学成分与65公里外最大的岛——有人居住的汤加塔普岛的火山灰沉积物相匹配，然后使用放射性碳测年法来表明大型火山喷发大约每1000年发生一次，最后一次是在公元1100年。
有了这些数据，1月15日的喷发似乎正好是一个“大喷发”的时间点。
目前仍处于这次主要喷发序列的中间阶段，许多方面的具体情况仍不清楚，部分原因是这个岛屿目前被厚厚的火山灰云遮盖。
2021年12月20日和2022年1月13日的两次较早的喷发都是中等规模的。它们产生了高达17公里的云层，并为2014/15年喷发形成的的岛屿增加了新的陆地面积。
最近的爆发让本次事件规模加剧。火山灰羽流已经高达20公里(12英里)。最引人注目的是，它几乎以同心的方式向距火山约130公里的地方扩散，在被风扭曲之前，形成了直径为260公里的羽流。
这展示出一种巨大的爆炸力——一种不能单独用岩浆-水相互作用来解释的力量。相反，它表明大量新鲜的、充满气体的岩浆已经从火山口喷发出来。
火山爆发还在汤加和邻近的斐济和萨摩亚引发了海啸。冲击波跨越数千公里，从太空中可以看到，在约2000公里外的新西兰也有记录。火山爆发后不久，汤加塔普的天空被遮住，火山灰开始落下。
所有这些迹象都表明，巨大的Hunga火山口已经苏醒。海啸是由爆炸时的大气和海洋冲激波耦合产生的，但它们也很容易由海底滑坡和火山口崩塌引起。
目前还不清楚这是否是火山爆发的高潮。如果这代表着岩浆压力的释放，可能会让整个系统稳定下来。
然而，火山之前喷发的地质沉积物是一个警告。这些复杂的序列显示，每一次1000年的大型火山喷发都包括许多独立的爆发事件。
因此，我们可能会面临几周甚至几年的重大火山动荡。“汤加人民必须对进一步的火山喷发，尤其是在短时间内发生的海啸保持警惕，并应避开低洼地区。”
（独家编译：科幻世界）
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