研究首次量化奥克兰火山群喷发气体规模

奥克兰过去的火山喷发曾释放出数万千吨气体——一项新研究首次帮助科学家了解这可能对这座城市的未来意味着什么。

该研究由自然灾害委员会(Natural Hazards Commission Toka Tū Ake,简称NHC)和奥克兰市议会(Auckland Council)资助,首次估算了奥克兰火山群(Auckland Volcanic Field,简称AVF)的火山气体排放量,填补了灾害建模和应急规划中的一项关键空白。

火山气体——尤其是二氧化硫(SO₂)和二氧化碳(CO₂)——可能对人员、基础设施和环境构成严重风险。二氧化硫会刺激呼吸道并腐蚀材料,高浓度二氧化碳则可能导致窒息。

论文第一作者、奥克兰大学(University of Auckland)的Elaine Smid表示,气体是奥克兰一个重大但未被充分认识的灾害。她说:“此前我们一直缺乏本地数据来了解一次喷发可能释放多少气体,以及这在实际中意味着什么。”

由于奥克兰在现代监测时代尚未发生过喷发,研究人员转而分析了过去,研究了包括Rangitoto在内的五次此前喷发留下的火山灰和岩石碎片。通过比较深埋在岩浆晶体中的气体与快速冷却的火山玻璃中的气体含量,他们估算出了喷发期间释放的气体量。

结果显示,在过去20万年里,奥克兰火山群共排放了约26,000千吨二氧化碳和9,000千吨二氧化硫。

但这并不能说明全部问题。Smid说:“释放速度才是真正决定影响大小的因素。同样数量的气体,在几个小时内释放和在数月内释放,后果会截然不同。”

为了更好地理解这些影响,研究人员将研究结果代入了科学家和应急管理人员目前使用的奥克兰喷发情景模型中。Smid说:“这是我们第一次能把奥克兰本地的气体数据代入这些模型,这让我们对不同条件下气体灾害可能如何在全市范围内演变有了更清晰的认识。”

虽然气体监测在海外已被广泛用作早期预警信号,但其在奥克兰的应用仍处于起步阶段。她说:“我们目前还不知道气体是否会先于岩浆释放、浓度可能有多高,或者能提供多长的预警时间——而这正是正在进行的研究要解答的问题。”

NHC首席韧性官(Chief Resilience Officer)Jo Horrocks表示,这项研究标志着人们对这一灾害的认识迈出了重要一步。她说:“这是在揭开我们才刚刚开始了解的一种灾害的面纱,它将直接改善我们对未来喷发的建模、规划和应对方式。”

“奥克兰发生喷发的可能性仍然很低——未来50年内约为10%。这项研究的作用是帮助我们更好地理解潜在影响,从而做好更充分的准备。”