許建東 王佳龍

引言

印度尼西亞有129 座活火山，約占全世界活火山的13%，主要分布在蘇門答臘島、爪哇島、巴厘島、努沙登加拉島、馬魯古島和蘇拉威西島。2023 年12 月，位于印尼蘇門答臘島的馬拉皮火山發(fā)生猛烈噴發(fā)，這是該火山在2018 年4 月至5月的噴發(fā)后，時隔5 年再次噴發(fā)，火山爆炸產(chǎn)生噴發(fā)柱一度高達3 km，火山噴發(fā)共造成24 人死亡，12 人受傷。

這次火山噴發(fā)事件給我國的火山活動監(jiān)測和火山災(zāi)害防御工作帶了重要啟示?；鹕浇?jīng)過短暫的平息或者長期的休眠，對其再次噴發(fā)的可能性判斷是非常困難的，這需要長期累積火山監(jiān)測數(shù)據(jù)和豐富火山噴發(fā)經(jīng)驗，因此對于國內(nèi)外火山噴發(fā)情況的了解，可為我國火山監(jiān)測事業(yè)提供實例借鑒。此外，我國還沒有應(yīng)對大規(guī)模火山噴發(fā)和對大量人員進行疏散管理的應(yīng)急機制和經(jīng)驗，學(xué)習(xí)和借鑒國外應(yīng)對火山噴發(fā)災(zāi)害的應(yīng)急預(yù)案和管理經(jīng)驗就顯得十分重要。

火山概況

馬拉皮火山位于印度尼西亞蘇門答臘火山鏈，是印度—澳大利亞板塊與歐亞板塊俯沖作用下形成的結(jié)果。馬拉皮火山海拔2885 米，高出所在的武吉丁宜市近2000 米。作為一座位于西蘇門答臘的城市火山（圖1），在火山周邊50 km 范圍內(nèi)坐落著4 座城市：武吉丁宜市（北西13 km，人口約12.2 萬）、巴都?？柺校蠔|16 km，人口約8.9 萬）、巴東班讓市（南西11 km，人口約5.3 萬人）、帕里亞曼市（南西45 km，人口約8.3 萬）。蘇門答臘走滑活動斷裂穿過火山西側(cè)，斷裂活動與火山活動密切相關(guān)。在馬拉皮火山近東西向的附近還有其他幾座火山：馬寧焦破火山口、辛加朗火山和馬林唐火山。其中位于最東側(cè)的馬林唐火山在1 萬年前曾發(fā)生過VEI＞4 級的火山噴發(fā)事件，而在全新世已經(jīng)停止了活動。由西至東排布的馬寧焦火山、辛加朗火山和馬拉皮火山，其火山年齡逐漸變年輕，其中馬拉皮火山是目前蘇門答臘島最年輕、最活躍的火山。

圖1 馬拉皮火山位置圖

馬拉皮火山活動主要發(fā)生在6 個噴發(fā)口（圖2），b、c、d、e 噴發(fā)口位于中央，a、f 噴發(fā)口位于兩側(cè)，其中d 和e 是最新的噴發(fā)口，火山噴發(fā)產(chǎn)生的火山碎屑和熔巖分布在火口周邊。根據(jù)火山區(qū)DEM 影像分析，火山噴發(fā)產(chǎn)生的碎屑呈北西向流的可能性較大，因此，武吉丁宜市和周邊道路受到火山碎屑流的災(zāi)害影響程度較高，需要加強應(yīng)對火山碎屑流災(zāi)害的防范能力。如果火山噴發(fā)規(guī)模和強度較大，位于馬拉皮火山南部的巴東班讓市和巴都卡爾市可能會受到火山碎屑流和熔巖流的影響。此外，火山灰對周邊城市和居民的影響程度還和火山噴發(fā)時氣象條件相關(guān)。

火山噴發(fā)過程

自2011 年8 月以來，馬拉皮火山的警戒等級一直維持在II 級以下，未引起當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門的重視。2023 年1 月7日至 2 月20 日馬拉皮火山發(fā)生了一系列中小規(guī)模的火山噴發(fā)活動，噴發(fā)柱甚至達到1 km。隨后火山噴發(fā)停止，僅在局部發(fā)生一系列地震事件。

當(dāng)?shù)貢r間2023 年12 月3 日14:54，馬拉皮火山突然發(fā)生猛烈爆炸，噴發(fā)柱升至山頂上方3 km。噴發(fā)柱呈灰色，向東擴散。航空安全代碼隨即升至紅色警戒。在火口6 km范圍內(nèi)均發(fā)現(xiàn)有火山碎屑的空降物，其中火山灰最遠落到了13 km 外，火山噴發(fā)產(chǎn)生的火山碎屑流向北流動了3km。地震儀記錄到這次火山噴發(fā)的最大地震振幅為30 mm，持續(xù)時間為4 分41 秒。此前一日，有75 名登山者在巴圖帕拉諾登記入山，遭遇了這次火山噴發(fā)。持續(xù)的火山活動給救援工作帶來了極大風(fēng)險（圖3），直到12 月6 日才找到最后一名遇難者尸體，遇難者嚴(yán)重?zé)齻?，無法識別面部和身份，一些幸存者則有燒傷和骨折。此次火山噴發(fā)共造成75 人中的24 人死亡，12 人受傷。據(jù)一名幸存者回憶，他們在登山的過程中未收到任何預(yù)警信息，只是在火山噴發(fā)前發(fā)現(xiàn)了一群猴子在瘋狂地尖叫。隨后，為了應(yīng)對這次火山噴發(fā)事件，當(dāng)?shù)卣乖诨鹕街苓?km 范圍內(nèi)活動，給附近居民發(fā)放口罩，并要求附近居民待在家里直到危險解除。

圖3 印尼救援隊正在轉(zhuǎn)移遇難者尸體（圖片來源：REUTERS）

12 月6 日至12 日，馬拉皮火山噴發(fā)活動持續(xù)但強度已明顯下降。6 日10 時9 分和7 日1 時41 分地震儀記錄到兩次噴發(fā)事件，火山噴發(fā)產(chǎn)生的噴發(fā)柱高達400～500 m，并向北東、東和西擴散。11 日8 時5 分再次發(fā)生噴發(fā)，產(chǎn)生的噴發(fā)柱高度為200～400m，并向四周擴散。此后，火山活動逐漸平息。

火山監(jiān)測

馬拉皮火山是蘇門答臘省最活躍的火山，又靠近人口稠密區(qū)，每年都吸引了大量戶外愛好者和游客，對它的火山監(jiān)測工作就顯得十分重要。國際上火山學(xué)家普遍將印尼的129座活火山分為三個類型：A 型（1600 年以來有過巖漿噴發(fā)活動）、B 型（1600 年以前曾發(fā)生過火山噴發(fā)）、C 型（僅有過火山氣體釋放）。目前當(dāng)?shù)氐幕鹕奖O(jiān)測工作已覆蓋全部A 型火山和部分B 型火山。本次噴發(fā)的馬拉皮火山屬于A型火山，由印度尼西亞火山與地質(zhì)災(zāi)害防御中心（Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi，GVMBG）負責(zé)監(jiān)測。目前在火山周邊開展的監(jiān)測與研究手段包括地震學(xué)、大地電磁學(xué)、大地測量學(xué)、地球化學(xué)和火成巖巖石學(xué)。綜合以上學(xué)科來預(yù)測該火山的噴發(fā)活動依然是十分困難的，一方面巖漿的儲存和運移過程以及馬拉皮火山噴發(fā)動力學(xué)機制仍不確定，另一方面馬拉皮火山噴發(fā)的巖漿來源較深，不容易通過地球物理手段探測到。近年來，我國部分學(xué)者也參與到對馬拉皮火山活動的研究中，通過對新鮮火山彈巖石學(xué)分析，獲取巖漿房的溫壓條件以了解噴發(fā)前巖漿動力學(xué)，再利用地震層析成像技術(shù)對巖漿系統(tǒng)進行探測分析，對未來馬拉皮火山噴發(fā)的危險性進行評價。

火山噴發(fā)歷史

馬拉皮火山以頻繁且短暫的噴發(fā)和中小規(guī)模噴發(fā)（火山爆發(fā)指數(shù)VEI=1/2）為特征，在過去的250 年間，馬拉皮火山共噴發(fā)了60 余次。歷史上第一次有報道的噴發(fā)發(fā)生在1770 年，從那時起，有報道的火山噴發(fā)最短間隔為1 年，最長間隔為17 年。從1770 年到20 世紀(jì)90 年代初，火山噴發(fā)以巖漿噴發(fā)為主，火山噴發(fā)在火山頂峰的四個火山口之間交替發(fā)生。然而，在過去的20 年里，火山噴發(fā)形式以爆炸式為主，且主要集中在d、e 火山口。自1770 年以來，馬拉皮火山?jīng)]有發(fā)生噴發(fā)指數(shù)超過2 級（VEI＜2）的大噴發(fā)，但根據(jù)其火山地質(zhì)的研究對比，該火山將來有可能發(fā)生更猛烈的噴發(fā)。

據(jù)史料記載，馬拉皮火山曾于 1830 年9 月8 日發(fā)生噴發(fā)，噴出的黑灰色噴發(fā)柱高出火山口1.5 km，并伴有隆隆聲；1979 年 4 月 30 日的火山噴發(fā)共造成 80 人死亡；1992 年7 月5 日的噴發(fā)造成1 人死亡和5 人受傷；1996 年的火山噴發(fā)導(dǎo)致至少1 人死亡；2011 年年末的噴發(fā)，產(chǎn)生的火山灰降落到了帕里亞曼地區(qū)；2014 年 2 月 26 日火山噴發(fā)導(dǎo)致阿甘（Agam）和塔納達塔（Tanah Datar）地區(qū)落灰；2017年 6 月 4 日噴發(fā)產(chǎn)生的噴發(fā)柱高達700 m，并在火口周圍地區(qū)發(fā)現(xiàn)了落灰；2018 年4 月至5 月，火山東南部再次發(fā)現(xiàn)了火山灰；2023 年火山噴發(fā)共造成24 人死亡。

火山噴發(fā)的啟示

對于巖漿房深度較深的火山，火山噴發(fā)前兆信號較弱，其巖漿運移和補給過程不容易被常規(guī)的地球物理手段如InSAR、GPS 和水準(zhǔn)測量等捕捉，因此設(shè)計合理的火山監(jiān)測網(wǎng)，利用多學(xué)科多手段對火山進行綜合監(jiān)測，有助于捕捉火山活動的微弱信號。將地球物理的觀測數(shù)據(jù)與巖漿補給、運移過程相結(jié)合，研究歷史和現(xiàn)在的火山噴發(fā)機制，對于火山噴發(fā)危險性的評估和火山噴發(fā)過程的預(yù)測都非常關(guān)鍵。

同時，火山噴發(fā)后的應(yīng)急管理經(jīng)驗對于減輕火山災(zāi)害十分重要。我國境內(nèi)近百年以來還沒有應(yīng)對火山噴發(fā)的應(yīng)急處理包括人員疏散與安置的經(jīng)驗，學(xué)習(xí)和借鑒國外關(guān)于火山災(zāi)后應(yīng)急管理與經(jīng)驗，吸取由于人為原因?qū)е碌娜藛T傷亡和財產(chǎn)損失的教訓(xùn)，為今后我國應(yīng)對可能存在的火山災(zāi)害風(fēng)險具有重要意義。

中國大陸發(fā)育有全新世活動火山 10 多處，這些火山處于不同的活動狀態(tài)，具有巖漿補給速率小、火山活動周期長的特點，大多數(shù)火山處在活動周期的前期或中期，火山監(jiān)測需要有長期作戰(zhàn)的準(zhǔn)備。隨著我國出境游人數(shù)以及在海外工作定居的華人數(shù)量不斷增加，海外投資項目與交流合作日益增多，境外火山噴發(fā)事件越來越受到大家的關(guān)注，這就需要加強對境外火山的監(jiān)測能力，及時有效地發(fā)布境外火山噴發(fā)預(yù)警信息，并對火山發(fā)展情勢進行研判，對火山災(zāi)害進行評估，更好保護全球海外華人和海外機構(gòu)的人身財產(chǎn)安全，同時也為國內(nèi)火山監(jiān)測事業(yè)提供科學(xué)參考。