汤加火山爆发以令人难以置信的方式重塑了海底

2022 年 1 月 15 日，南太平洋汤加洪加岛和洪加哈帕伊岛下方的火山口爆发。火山喷发将气体和火山灰喷射到 36 英里高的地球中间层，比有记录以来任何其他火山喷发的羽流都要高。这是现代史上地球上观测到的最强大的爆炸，引发了海啸，海啸到达了秘鲁，声震远至阿拉斯加都能听到。

新的研究表明，当大量的火山灰、灰尘和玻璃落回水中时，它们会以戏剧性的方式重塑海底。科学家们首次重建了太平洋猛烈的海浪下可能发生的情况。根据今天发表在《科学》杂志上的一篇论文，所有这些物质都在水下流动了数十英里。

英国国家海洋学中心的海洋火山学家、这项研究的作者伊莎贝尔·杨说：“这些过程以前从未被观察到过。”

距火山约 45 英里的地方，火山喷发切断了海底光缆。对于汤加人和救援人员来说，电缆断裂是一个很大的不便，严重扰乱了岛上的互联网。对于科学家来说，互联网流量的突然中断提供了接触电缆的时间戳：火山喷发后约一个半小时。

这次切割也提醒科学家，火山爆发已经破坏了海底，而这一点并不容易发现。“我们无法从卫星上看到它，”杨说。“我们必须亲自去那里进行调查。”因此，在火山爆发后的几个月里，杨和她的研究员同事们开始从周围水域寻找线索，并将它们拼凑起来。

汤加租船船主布兰科·舒格用手机摄像头拍下了火山初次喷发的情景，并给出了火山喷出物落入水中的准确时间。几个月后，RV Tangaroa 号船 从新西兰启航勘测海底并收集火山流样本。与大部分海洋不同，汤加周围的海底已经绘制完毕，科学家得以证实地形变化。

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研究人员重建的场景如果在地面上展开，可能会完美地融入罗兰·艾默里奇的灾难电影中。火山在几个小时内移动的物质量相当于全世界河流在一整年内流入海洋的物质量。这些真正巨大的水流从源头流出超过 60 英里，冲刷出与摩天大楼一样高的沟壑。

火山爆发时，喷涌出大量岩石、火山灰、玻璃和气体，这些物质落回地面。这是此类喷发的常见现象，通常会产生快速移动的火山碎屑流，威胁到其路径上的一切。但在洪加汤加-洪加哈帕伊上空，这些落下的物质无处可去，只能流入大海。

“这是将大量密度极高的物质直接投入海洋，落在非常陡峭的斜坡上，侵蚀掉多余的物质的最佳位置，”美国国家海洋中心海洋地质学家、另一位作家迈克尔·克莱尔 (Michael Clare) 说道。“它会陷入泥潭，变得更加致密，然后就真的消失了。”

科学家估计，从洪加汤加-洪加哈帕伊喷涌而出的物质流速为每小时 75 英里，相当于甚至超过了美国大多数州际公路的限速。如果准确的话，这比地球上记录的任何其他水下流动速度都快 50%。湍急的泥土涌上如山一样高的水下斜坡。

克莱尔说：“这就像看到雪崩，你以为自己在旁边的山上很安全，可这个雪崩却径直向你袭来。”

据研究人员称，这些水下流动此前从未被观察到过。但了解火山对海底的影响不仅仅是出于科学好奇。在过去的两个世纪里，我们在水下铺设了重要的基础设施：首先是电报电缆，然后是电话线，现在是承载互联网的光纤。

尝试为这种规模的火山爆发准备一条电缆就像为被火车撞到做准备一样——这实际上是不可能的。相反，保护通信的更可靠方法是铺设更多电缆，确保一次灾难不会破坏所有连接。

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在全球许多地方，情况已经如此。捕鱼事故经常导致电缆断裂，但不会造成太大的持久影响。例如，如果世界再次经历 1929 年地震引发的山体滑坡，导致纽芬兰附近的电缆断裂，我们可能不会注意到太多：欧洲和北美之间还有很多其他互联网流量传输路线。

然而，正如全球海底电缆地图所示，情况并非处处如此。2022 年，汤加一条电缆断裂，几乎完全切断了该群岛的互联网连接。许多其他岛屿，尤其是发展中国家的岛屿，也同样脆弱。

这些电缆对地质学家来说也非常有价值。克莱尔说：“如果没有电缆，我们可能仍处于黑暗之中，无法知道这些事件的规模。”