当火山在冰川下爆发时会发生什么？

2010 年，冰岛的埃亚菲亚德拉冰盖火山爆发，规模相对较小，喷出了 30,000 英尺高的火山灰，导致欧洲大部分地区的机场关闭了六天。

如今，冰岛警告航空公司，另一座名为巴达本加火山的火山可能即将喷发。据路透社报道，周一，科学家记录到该地区发生了自 1996 年以来最大的地震，并发现地下有岩浆涌出，导致冰岛气象局向航空业发出橙色风险等级警报。根据国际民用航空组织发布的等级，唯一比橙色更危险的是红色。现在，《冰岛评论》报道称，火山以北地区正在疏散乘客。

巴达本加火山被埋在平均厚度 1300 英尺的冰川之下——至少目前如此。为了了解火山喷发后会发生什么，我们采访了宾夕法尼亚州迪金森学院的地质学家本杰明·爱德华兹。爱德华兹研究熔岩遇到水和冰时会发生什么。“我曾经尽可能地靠近熔岩，但又不会受伤，”他说。他曾参观过俄罗斯的火山喷发。他曾感觉到熔岩在冰上冷却时蒸汽嘶嘶地喷到脸上，也曾被熔岩溅到过。

他说，近距离观察熔岩和冰的混合看起来是这样的：

但那是当熔岩轻轻地倾泻在雪和冰上时的情况。当它从下面喷涌而出时会怎样呢？

火山爆发会不会只是简单地冲破冰川？

嗯，不太可能。考虑到火山面积约为 27 平方英里，如果全部被 1300 英尺厚的冰覆盖，每立方英尺的冰重 62.4 磅……那么巴达本加冰川的重量约为 60,000,000,000,000 磅。** **“一些人对堤坝断裂进入冰层一定距离做出了理论预测，大约数百米，”爱德华兹说，“但它在几秒钟内断裂到冰层顶部的可能性似乎很小。”

火山喷发会导致冰川融化吗？

是的，这取决于流出的熔岩量。理论上，一立方码的熔岩可以融化多达 10 到 14 立方码的冰。然而，当熔岩快速冷却时——例如，当它撞击冰川时——它释放的热量远不及缓慢冷却时那么多。爱德华兹说，在快速冷却条件下，一立方码的熔岩实际上可以融化五到七立方码的冰。上一次冰下大规模喷发发生在 1996 年的格里姆斯火山（距离巴达本加火山不远），它烧穿了大约 2000 英尺的冰。

“如果火山喷发确实穿透了冰层，它很可能会继续爆发，从而可能将一些冰层打碎并喷向空中，”爱德华兹说。“有很多证据表明，火山雪崩中混合着冰块和熔岩，比如阿拉斯加雷道特火山。”

冰川融化的速度有多快？

这取决于喷出的熔岩类型，爱德华兹说。有时火山流出物会流经厚约 3 英尺、长约 20 到 30 英尺的熔岩管。这些熔岩管会缓慢释放热量，通常会导致冰川中部形成湖泊。另一方面，如果火山物质以小块形式喷出，则有可能更快地融化冰层。“小块冷却得很快，但也会更快地升温，”爱德华兹说。“熔岩管中，大量热量会被困在里面，散发得更慢。”格里姆斯火山喷发更像是爆炸式喷发，在大约 30 小时内融化了 2000 英尺的冰层，引发了一场大洪水。

熔岩融化冰川后会发生什么？

你可能会认为，冰层上的熔岩在流到很远之前会很快冷却下来。但事实上你错了。在实验室实验中，爱德华兹和他的同事发现，当熔岩在冰层上时，它的流动速度实际上会更快，这可能是因为一些融水形成了一层绝缘层，有助于熔岩四处滑动。而在现实世界中，火山喷发会用火山灰覆盖冰层。“火山灰会减缓熔化速度，熔岩可能几个小时内都不会‘知道’它正在冰层上流动，”爱德华兹说。

冰川之下会对火山灰的数量产生什么影响？

这是一个至关重要的问题，因为冰岛担心另一片巨大的火山灰云可能再次导致空中交通中断。但科学家们仍在努力解答这个问题。目前有两个对立的阵营：一种理论认为，当熔岩撞击冰层时，产生的蒸汽爆炸会将火山灰分解成更小的碎片。较小的碎片可以在空中传播得更远，这对航空公司来说是个坏消息。

另一种思路是，当熔岩撞击冰层时，会产生大量蒸汽，这些蒸汽会凝结在火山灰颗粒上，使它们粘在一起，形成更重的聚集体，这些聚集体无法飞得很远。

爱德华兹说：“对于其中哪一种力量最重要，目前尚无定论。”

首先，产生的火山灰量取决于熔岩的类型。玄武岩熔岩流是流动的，而较厚的熔岩则更具爆炸性，而且往往灰烬较多。冰岛有这两种熔岩，所以这个问题仍然悬而未决（没有双关语的意思）。

如果熔岩被困在冰层内，最大的危险就是局部洪水。（这种火山引发的冰川洪水被称为冰河湖。）但如果熔岩冲破冰层，就会产生火山灰。“那么问题来了，‘现在急流在哪里？’”爱德华兹说。2010 年埃亚菲亚德拉冰盖爆发时，火山灰直接喷入急流的强风中，而急流正好朝东南方向吹向欧洲，这就是火山灰造成如此大破坏的原因。相反，2011 年的火山爆发对全球航空旅行没有太大影响，因为风把火山灰吹向北方的北极圈。撰写本文时，冰岛上空的急流正向南/东南方向移动，这意味着如果火山今天喷发，火山灰云将直奔英国和欧洲西北部。但未来几天和几周内风向可能会发生变化。