用冰島火山爆發的新聞,更新自己腦袋裡的知識

本篇文章已有更新的完整版本,請見「2010 冰島火山爆發與火山灰雲之謎」。

冰島埃亞菲亞德拉火山(Eyjafjallajökull, Iceland)今年(2010)三月及四月的兩次噴發,登上了世界各大媒體的頭條新聞。特別是四月這一次的噴發,由於伴隨著數公里高的火山灰飄向歐洲各地,連帶使得全世界空中交通一片混亂。我想大家現在最想問的問題,就是這樣的火山爆發還會持續多久?火山灰的影響會有多大?甚至是會不會有更大規模的火山爆發會緊接而來呢?

iceland-volcano-ash-eruption(圖片來源:National Geographic)

只是不知道會不會有人跟我一樣想問,這冰島的火山爆發,「到底是哪裡搞出來這麼多火山灰的啊」?!

老實說,當冰島火山爆發的新聞第一次被報導出來的時候,我還老大不客氣地「嘲笑」了新聞記者對於火山灰可能造成影響的擔心。教科書上不是有說,冰島位於中洋脊以及熱柱(熱點)的地區,岩漿中二氧化矽含量較低,屬於基性的玄武岩質岩漿。這一類岩漿的黏滯性低、流動性高,因此火山噴發的形式多為寧靜式噴發。簡單來說,就是「岩漿慢慢流出來」的那一種。

如果要看到大量的火山灰噴發,那就要到島弧火山地區(主要分佈在太平洋周圍)。此處的岩漿中二氧化矽含量較高,黏滯性高、流動性低,屬於中性到酸性岩漿。這一類的岩漿由於黏滯性高,岩漿中的氣體不容易散溢出來,於是在岩漿中累積成一個大氣泡,最後因為壓力過大炸裂開來,而炸碎的岩漿顆粒噴到空中之後迅速冷卻,就形成了大量的火山灰。

我必須老實地告訴大家,如果各位對火山的認識也和上面這兩段敘述相差不多,那就可以跟我念過十三年台大地質系之後的程度相比了!所以當我看到冰島火山爆發的火山灰可以搞到全歐洲空中交通大亂的時候,我真的好想問,「到底是哪裡來的該死火山灰啊」?!!!!

就在我一邊盤算著星期二去地質系要找哪位「可憐」的教授(可能名單:宋哥、燦堯、鍾大)來讓我發問問題的的時候,反而是地球所的陳中華教授先被我「堵到」(誰叫他假日還跑來工作)。結果經過專家的提點果然就是不一樣,陳老師講了好多有趣的事(和恐怖的事),所以我今天就翻了很多參考資料,先初步整理幾個方向跟大家分享。要不然等我把那一大疊論文唸完,又不知道是多久之後的事了~

首先要解決的問題當然就是「哪裡來的火山灰」?答案卻也出乎意料地簡單,就是冰島火山岩漿不全然是二氧化矽含量低的基性岩漿,也有中性和酸性的岩漿。像是目前正在噴發的埃亞菲亞德拉火山,其岩漿中二氧化矽含量大約已經達到55%的程度。二氧化矽含量一高、岩漿黏滯性高、爆發就會比較猛烈,自然火山灰的量以及噴發高度都會增加。前天(2010.04.15)埃亞菲亞德拉火山所噴發出來的火山灰約達6公里高,預計最高有可能達到13公里(Volcanic Ash Advisory from London)。

其實早在我2002年跑去冰島玩的時候,我就應該要注意到冰島的火「山」都蠻高的。冰島火山的岩漿如果都是基性的,理應不會有這麼明顯的「火山」突出在地表上。所以這些火山(複式火山)的存在,相當程度就告訴我們這裡應該也有中性或酸性的岩漿。根據Lacasse等人(2007)在凱特拉火山(Katla)地區所進行的分析發現,當地火成岩中二氧化矽的含量分布範圍從45%到72%都有(66%以上就算是爆很大的酸性岩漿了),甚至還有二氧化矽含量達到將近80%的紀錄(Jonasson, 2007)。

至於為什麼在冰島,中洋脊以及熱柱所在的地區,會出現二氧化矽含量這麼高的岩漿呢?根據Gudmundsson(2000)統整過去的研究結果顯示,在冰島所有的岩漿噴發地區,都存在有一些複式火山位於其中(圖一)。形成複式火山的這些中性至酸性岩漿大多來自地表淺層的岩漿庫,而鄰近地區的基性岩漿則是來自於較深的岩漿庫(圖二)。至於深層岩漿庫的岩漿為什麼會往上跑,形成一個淺層岩漿庫,然後岩漿又如何從基性演化成為中性至酸性的過程,我就還不是很懂(需要找下一位可憐的教授來幫我回答問題了)。
-詳見「用冰島火山爆發的新聞,更新自己腦袋裡的知識(續)

冰島火成活動分布圖
圖一 冰島火成活動分布圖(Gudmundsson, 2000)。圖中陰影區域為火成活動分布地區,圓圈則是複式火山的位置。Ey是這次噴發的埃亞菲亞德拉火山,Ka則是他的兄弟凱特拉火山(Katla)。

冰島火山岩漿形成位置示意圖
圖二 冰島火山岩漿形成位置示意圖(Gudmundsson, 2000)。複式火山的岩漿多噴發自淺層的岩漿庫(CHAMBER),有別於鄰近地區所噴發之基性岩漿多來自於深層岩漿來源(RESERVOIR)。

翻開歷史紀錄可以發現,這次噴發的埃亞菲亞德拉火山最近曾經在1612、1821-1823、1994、1999噴發過。有趣(恐怖?)的是,位在其東側的凱特拉火山,不僅活動頻繁,而且通常在埃亞菲亞德拉火山噴發的前後都有噴發的現象。所以雖然凱特拉火山最近並沒有形成淺層岩漿庫的跡象(Sturkell et al., 2010),大家還是會擔心這對兄弟檔火山會不會又再一次「手牽手」爆發(Pearce, 2010; Boyes, 2010)。但就算凱特拉火山也一起爆發,其強度與規模也不一定會比較大,大家還是靜觀其變囉。

火山爆發會不會很可怕呢?如果沒有做好預防措施,就算瓦斯氣爆也可以很可怕!像陳中華老師說,日本有些房子,根本還蓋在50年前才噴發的火山附近。他們為什麼不怕?其實只要持續監測,小心應變,火山並不會無聲無息地突然爆發。如果我們能夠以同樣的態度來面對大屯火山,是不是就可以省去許多不必要的恐慌與擔心呢?突然想到孫子兵法裡的這一句話:

「故用兵之法勿恃敵之不來,恃吾有以待之;勿恃敵之不攻,恃吾有所不可攻也。」

跟我們現在面對自然災害所應該有的心態,可相當吻合呢!

最後我把收集到的一些資料也列出來給大家,也歡迎大家提供指正。

維基百科
埃亞菲亞德拉火山(Eyjafjallajökull)
http://en.wikipedia.org/wiki/Eyjafjallaj%C3%B6kull
凱特拉火山(Katla)
http://en.wikipedia.org/wiki/Katla

Boyes, R., (2010), Iceland prepares for second, more devastating volcanic eruption, Times
http://www.timesonline.co.uk/tol/news/world/europe/article7070239.ece

Gudmundsson, A. (2000), Dynamics of volcanic systems in Iceland: Example of tectonism and volcanism at juxtaposed hot spot and mid-ocean ridge systems, Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 28, 107– 140.

Jónasson K., (2007), Silicic volcanism in Iceland: Composition and distribution within the active volcanic zones. Journal of Geodynamics, 43, 101–117.

Lacasse, C., H. Sigurdsson, S. N. Carey, H. Jóhannesson, L. E. Thomas, and N. W. Rogers (2007), Bimodal volcanism at the Katla subglacial caldera, Iceland: Insight into the geochemistry and petrogenesis of rhyolitic magmas, Bull. Volcanol., 69, 373–399, doi:10.1007/s00445-006-0082-5

Pearce, T., (2010), Active Icelandic volcano may cause bigger eruption, REUTERS
http://www.reuters.com/article/idUSTRE62K0CF20100322

Sturkell, E., P. Einarsson, F. Sigmundsson, A. Hooper, B. G. Ofeigsson, H. Geirsson, H. Olafsson, (2010) 2 Katla and Eyjafjallajokull Volcanoes, Developments in Quaternary Science, V 13, The Myrdalsjokull Ice Cap, Iceland. Glacial processes, sediments and landforms on an active volcano, P 5-21

Volcanic Ash Advisory from London
http://www.metoffice.gov.uk/aviation/vaac/vaacuk.html

4 thoughts on “用冰島火山爆發的新聞,更新自己腦袋裡的知識

  1. Danke schön!

    不過冰島火山一爆發我倒是先想到Jules Verne寫的Voyage au centre de la Terre,想說會不會是同一座火山XD畢竟Verne書中寫得Snæfellsjökull火山就是複式火山..(就上上圖中冰島西方那座Sn火山)…當下全然沒想到位置差太多了…||

    (這部一百年前的科幻小說其實寫得很不錯XD大推~)

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