《自然》解读日本缘何错失火山预警

9月27日日本于越火山爆发前的几个预警信号。资料来源:路透社

9月27日上午11点53分，日本中部的于越山发生了火山爆发。火山灰和碎片覆盖了周围的大片区域，包括山坡上毫无防备的徒步旅行者。爬上山顶的人中有12人已经确认死亡，另有24人下落不明，估计处于危险之中。

日本是一个火山众多的国家，它的预警技术在世界上是先进的。然而，为什么日本科学家这次没有预测到火山爆发呢？大自然解释了这一点。

日本有多少座活火山？

日本共有110座活火山，其中47座处于严密监控之下。它们最近已经爆发或显示出爆发的迹象，例如地震活动、地壳变形或大量烟雾的排放。这些活火山大多被禁止攀登。然而，尽管富士山和岳都在47座活火山之列，但它们也是少数例外。

于越火山以前爆发过吗？

日本的于越山在1979年、1991年和2007年爆发。然而，它们都是水火山喷发，即由于地下水过热，水蒸气从地下逸出而引起的水蒸气喷发，没有岩浆喷发现象，尽管1979年和1991年的两次喷发由于缺乏足够的仪器和设备而未能探测到地下岩浆的活动。

于越山有什么火山警报设备？

于越山有12个地震仪来监测与火山有关的地震波，它们都位于山周围10公里以内。还有五个全球定位系统观测设备和一个测量地面倾斜度的设备，用于监测伴随岩浆活动的地面变形程度。这些设备布置在电网覆盖范围内。此外，日本其他火山也有气体释放监测设备，而于越山没有这种设备。这种设备可以发现从地面逸出的二氧化硫是否在增加，这是火山即将爆发的潜在迹象之一。日本的其他火山也有测量地面电导率的设备:如果电导率增加，这意味着地下水或岩浆正在上升。

这些仪器如何显示火山爆发前的数据？

在火山爆发之前和期间，地面倾斜仪和5个全球定位系统的数据没有变化。“当一座大火山爆发或岩浆上升时，测斜仪和全球定位系统都会产生感应，”日本筑波国家地质科学和灾害防御研究所的火山研究专家田田俊彦说。“但是这次喷发没有感应。”他说，尽管于越山的测量设备相对较少，但这些仪器显然不太可能同时捕捉到重要的岩浆活动记录。

地震仪确实捕捉到了一些尖峰地震活动。根据日本气象厅发布的数据，于越山在八月之前没有检测到任何地震活动。然而，在9月10日那天，地震仪的监测数据上升到52倍，而在9月11日，上升到85倍。从那以后，它的地震频率达到了相对高频率的稳定状态，平均每天10-20次。与此同时，在火山爆发前11分钟，地震仪还捕捉到一个火山脉动，它不同于由常规地震活动引起的地震波，并且经常伴随着火山爆发。

为什么*不发布预警疏散人群？

类似于9月初于越山的地震监测，当火山地震活动增加时，通常表明火山爆发的可能性非常高，但情况并非总是如此。2011年，地震仪也捕捉到了火山非常频繁的地震活动，但最终没有产生任何喷发。因为它不同于一些火山，如日本的北海道山，科学家很难预测于越山的喷发周期。"这通常是一座非常安静的火山。"田田说，“每个活火山都有自己的个性。”

大多数火山地震都非常不稳定。例如，富士山经常在一天内发生几十次小地震，而其他火山每天甚至会发生100多次地震。“我们可以禁止所有活火山进入，但公众不愿意这样做。”田田说。目前，于越山周围4公里的区域已经关闭。

我们将来应该如何处理它？

由于没有监测到地表变形数据，田田说，没有迹象表明于越山的火山灰喷发可能发展成岩浆喷发。“但这种可能性也不排除。只能说，目前的喷发将持续一段时间，几周或一个月。”他说。

田田说，火山爆发可能引发*内争端，并导致该国火山应对系统的变化。他认为这可能会在两个方面产生更大的影响。首先，可以敦促日本采用新的设备来加强对火山活动的监督，特别是能够监测火山气体逸出的设备；其次，日本需要建立一个类似的火山活动预警系统，就像世界上反应最快的地震监测系统一样。

“虽然我们的系统刚刚开始建立，但它仍需要一步一步来完成。我们必须确保类似的事情不会再次发生。”田田说。(红枫)

《中国科学报》(国际版，第三版，2014年10月13日)