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印度尼西亚的坦博拉火山

(2012-08-21 17:02:26)
标签:

坦博拉火山

印尼

世界最大喷发

火山灰

破火山口

分类: 著名火山

一、背景与早期喷发历史

    巨大的坦博拉火山(Tambora)位于东南亚的松巴哇岛北部,自己形成一个60km宽的桑卡半岛(Sanggar),半岛北部是弗洛雷斯海,南部是萨利赫湾,在萨利赫湾口有一个3万公顷的莫约岛,成了豪华的名人度假胜地。

 

    地质上火山位于印度尼西亚巽他岛弧上,火山南面330km是澳大利亚板块向北俯冲的巽他俯冲带的海沟,这里的板块汇聚速率是7.8cm/y,火山位于俯冲板片180km之上。火山北面是弧后逆冲的弗洛雷斯(Flores)逆冲带,显示弗洛雷斯盆地以30度倾角向南逆冲。

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坦博拉火山

    坦博拉火山大约形成与57000年前,晚更新世熔岩流代表了早期的活动。在早全新世,活动以爆炸性喷发为主。在公元前3910年,公元前3050年以及公元740年,坦博拉火山发生过中心式爆炸喷发,前两次都形成碎屑流。1815年发生了有历史记录以来全球最大的喷发,VEI=7,由于饥荒、碎屑流而成为全球已知死亡人数最多的火山灾害。之后有3次VEI≤2的喷发,最后喷发在1967年。

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坦博拉火山地质背景

    坦博拉火山所在的东、西爪哇火山链是活动强度很大的火山带,除了1815年坦博拉发生了千年来世界最大的喷发外,西面240公里的阿贡火山1963年也发生VEI=5的喷发,而再往西,1822年加隆贡VEI=5的喷发。而在坦博拉西面1400公里,1883年喀拉喀托火山喷发达到VEI=6。

 

二、1815年喷发过程

    1815年喷发之前坦博拉火山是一座高4000米的圆锥状的层状火山,当时是印度尼西亚最高的山峰。喷发后只有2851米。1815年喷发形成一个直径6公里的破火山口,深1110米。大约150立方公里的火山灰喷出,降落到1300公里远处。距离喷发中心900公里远的爪哇和加里曼丹岛中部沉积了1厘米厚的火山灰,喷发柱到达44公里高处。喷发柱的垮塌产生大量碎屑流。当碎屑流达海洋时,再次引起爆炸。

 

1、喷发前期(1812-1915年3月)

    在1815年喷发前,坦博拉火山休眠了几个世纪,导致原来岩浆囊内的含水的岩浆逐渐冷却。岩浆囊大约位于地下1.5–4.5 km深处,在岩浆囊内,由于冷却和重结晶,析出高压流体,使岩浆囊内的超压逐渐达到4,000–5,000 bar,温度达到700–850 °C。在1812年,破火山口开始隆隆作响,并且在火山顶部产生一团乌云。

喷发之前有6个月(有可能3年)开始蒸气喷发,以及小规模的岩浆-蒸气爆发。

 

2、早期喷发(1815年4月5日-10日)

    1815年4月5日,在印尼中部,以松巴哇岛为中心,方圆1000多千米范围内的居民都听到了一阵惊天动地的轰鸣声。火山开始喷发产生巨大的爆炸声,在1400公里外的特尔纳特都可以听到,之后是连续5天中等规模的喷发,6日清晨开始,火山灰持续不断降落到东爪哇,伴随着微弱的爆炸声。

 

3、喷发高潮(1815年4月10日18点-11日)

    4月10日下午6~7点,火山喷发开始加强。远处看见三条巨大的火柱,坦博拉火山成了一个巨大的火海。喷发柱垮塌形成巨大的火山碎屑流,大约下午8点,开始是直径20厘米的火山弹像雨一样地降落,晚上9-10点火山灰也铺天盖地落下,炽热的碎屑流从火山想各个方向流到海里,扫荡了所有的村镇。

    4月10日发生一次中等规模的海啸,在松巴哇岛Sanggar半岛大约晚上10点到达,海浪高4米,巨浪将位于火山旁的坦博拉镇吞没了。在午夜前,东爪哇的Besuki有1-2米的海啸,马鲁古(摩鹿加)群岛有2米高的海浪。估计海啸导致的死亡人数大约4600人。

    4月11日继续发生巨大的喷发,爆炸声传导了2600km外,火山灰降落到爪哇岛和南苏拉威西(西里伯斯)海,可能在11日下午6点多又有一次海啸,爆发的火山伴着轰轰的巨响,不断向高空喷出大量的火山灰和气体,厚重的火山灰将附近480千米范围内的天空完全遮黑。11-12日白天都是暗无天日。在距火山几百千米以外的瓜哇岛,天空黑得几乎伸手不见五指。

    整个爆发过程中,火山上部失去了700亿吨山体,喷出1.6*1011m3。(160 km3)形成了一个直径达6000多米,深1250米的巨大火山口。火山喷出的火山灰总共有600亿吨之多,堆积厚度由近向远逐渐变薄,最厚的火山灰厚度超过一米。在距火山400公里的地方,火山灰仍有22厘米厚。在中爪哇、加里曼丹岛南部、苏拉威西到西南,火山灰厚度达1cm以上。降落到马卡萨岛(Makassar,望加锡)的火山灰达到636 kg/m² 。

 

4、喷发后期(1815年4月12~14日)

    7月14日爆发停止,继续冒烟直至8月23日。爪哇岛的火山灰降落持续到14-17日。直到4月23日,火山上仍然覆盖着厚厚的云层,从火山口倾泻下来的熔岩流,在淹没了山脚下大片农田后,流入海中,激起冲天水雾。

喷发后,产生破火山口形成的塌陷,500公里外的泗水都感觉到地面震动。

    岛上所有庄稼被毁,大树连根拔起,和浮石一起冲到海上,形成宽达5公里的筏(rafts)。1815年10月1日和3日在靠近加尔各答印度洋发现了这样的浮岩筏

    大爆发4年后,1819年8月报告火山有出现火焰和隆隆的震动,估计有一次小喷发

 

三、大喷发的后果

    这次爆发规模是VEI=7,其能量相当于1883卡拉卡托喷发的4倍,相当于800Mt炸药 (3.3×1012 MJ)。喷发出160立方公里的火山碎屑,大约1400亿吨。喷出的二氧化硫国际有200百万公吨(220百万短吨)。

    1815年形成的喷发柱高达43公里,达到平流层。较粗的碎屑在1-2星期内降落,而细的火山灰颗粒在大气层中10-30公里的高度上可以停留几个月到几年。经向风将这些颗粒吹到全世界,形成独特的光学现象, 1815年6月28日-7月2日,以及9月3日-10月7日,遥远的英国的伦敦可以看到明亮的彩色的晚霞和朝霞在空中停留很长时间。这些天边的发光在靠近地平线通常是桔黄色和红色,而上面是紫色或粉红色。

 

    远在2,000公里外的苏门答腊岛也听见了这次爆发。大量的火山灰落在了婆罗洲、苏拉威西岛、爪哇岛和马路古群岛的区域。火山爆发使35,000户住房被毁,造成92000人死亡,其中1万人直接由于火山弹的打击、火山灰的降落、以及火山碎屑流,而其余8200人由于火山喷发之后的疾病与饥荒。  

    死亡人数的估计有分歧。Zollinger (1855)估计火山碎屑流直接造成1万人死亡,松巴哇到上死亡3万8千人,龙目岛上的饥荒和疾病死亡1万人。Petroeschevsky (1949) 估计松巴哇和龙目岛分别死亡48,000和44,000。一些人采用Petroeschevsky 的估计,但是Tanguy et al.(1998)认为Petroeschevsky 的估计不正确,大约火山直接死亡11000人,之后的饥荒和疾病死亡49000人。Oppenheimer (2003)估计总的死亡人数71,000人。

 

    爆发造成全球气候异常,远至北美洲和欧洲的气候也深受影响,1816年成为“无夏之年”。北半球农作物欠收,家畜死亡,导致19世纪最严重的饥荒。1815年4月,印尼的一座火山爆发,喷出数以万吨计的火山灰,升入高空,悬浮于空气之中弥月不散,结果使世界上许多地方出现异常的冬天,美国的纽约州竟下了一场六月雪。

火山灰几乎覆盖了世界的每个角落,全球气温随之下降了5度之多,这直接引发了1816年著名的“无夏”之年,加拿大魁北克地区在6月时积雪仍没过脚踝。

 

    而更令人惊异的是,由于火山爆发引发的气候剧变,许多为人类作交通工具驾驭的马匹成群死亡,人们不得已发明了可以代步的自行车。

 

四、坦博拉火山近期的活动

     大约在1847-1913年间,破火山口西南形成一个小的火山锥Doro Afi Toi,1909-1-13发生一次强震,震中靠近坦博拉火山,可能是Doro Afi Toi形成过程中的震动。大喷发之后有3次VEI≤2的喷发:1819年(VEI=2),1880年(VEI=2),最后喷发在1967年(VEI=0)

 

    2004年,一支考古队在挖掘中发现了被1815年火山爆发所掩埋的文化遗迹,它们掩埋在厚达3米的火山灰沉积物之下。

   

    2009年11月9日在坦博拉火山东面78公里发生M6.7地震,2010-5-8,坦博拉火山东北29公里发生M6.1地震,之后发生M5.1余震。

 

    2011年4-7月火山地震程序增加:4月记录到37次浅的火山地震,5月167次,6月277次,7月363次,8月1-29日141次.

    2011年4月和6月当地村民发现白色的烟柱,高达50-75米,然而5月和7月没有烟柱,8月浓厚的烟柱升到20米。2011-8-30,发布了2级警报,8月29-9月1日,以及9月6-7日连续的火山颤动。9月8日发布3级警报。

    2011年9月21日,印度里西亚开始疏散火山旁边的居民了。对印尼的松巴哇岛的坦博拉火山的状态已经提升到第三级(Siaga)状态,在周围山坡上的许多居民被迫撤离。9月22日-10月9日没有观测到烟柱,警报等级下降到2级.2012年4月9日,进一步下降到1级,在可预见的未来没有喷发危险。

   

    这个创造了世界纪录的火山一直在沉睡之中,或许它在为下一次喷发积蓄着力量。

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