近日，湯加的洪阿湯加－洪阿哈阿帕伊島火山大爆發(fā)，釋放出超過1000顆廣島的能量，這是進(jìn)入21世紀(jì)規(guī)模的火山噴發(fā)，造成湯加國整個(gè)國家失聯(lián)。
同時(shí)，環(huán)太平洋地區(qū)數(shù)十個(gè)國家均遭遇海嘯襲擊，為各地人民帶來慘重的財(cái)產(chǎn)損失。
有人問，如果火山噴發(fā)能預(yù)測(cè)就好了，提前發(fā)出預(yù)警，那么傷亡損失就能降到。
為什么火山難以預(yù)警，原因只有一個(gè)，那就是：傳感器不夠！
湯加火山大爆發(fā)后，記者采訪美國地質(zhì)調(diào)查局西部地理科學(xué)中心的地理學(xué)家Wood博士表示：“雖然正在建立復(fù)雜的地震臺(tái)網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)測(cè)地震并估計(jì)平均發(fā)生間隔，但火山更難以預(yù)測(cè)。"主要原因是，監(jiān)測(cè)火山需要用到大量的傳感器。
在陸地上的火山，我們可以比較方便地將傳感器放置在火山口附近，時(shí)刻收集火山的溫度、壓力、氣體等各項(xiàng)數(shù)據(jù)。
即便如此，受制于現(xiàn)有的傳感器技術(shù)，及人力、經(jīng)費(fèi)等原因，地球上大多數(shù)的陸地火山仍然缺乏足夠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，因此非常難以做出預(yù)警。其次，估計(jì)大約有1500座活火山（實(shí)際可能遠(yuǎn)不止這個(gè)數(shù)），這些活火山正在噴發(fā)或?qū)砜赡車姲l(fā)，其中有75%左右的活火山處于海底，隱匿在我們看不見的大洋深處。例如湯加這次噴發(fā)的洪阿湯加－洪阿哈阿帕伊島火山，就是一座海底火山。“想要進(jìn)行水下甚至深海監(jiān)測(cè)預(yù)警，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出火山學(xué)家的能力范圍了。"Wood 博士表示。因?yàn)?strong style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">現(xiàn)有的傳感器技術(shù)和其他科學(xué)技術(shù)，無法長(zhǎng)時(shí)間的對(duì)海底火山進(jìn)行監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳送。
地質(zhì)學(xué)家劉嘉麒院士呼吁：“目前對(duì)海底火山尚缺乏監(jiān)測(cè)，達(dá)不到準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的水平。現(xiàn)在地球科學(xué)正在向著深空、深地、深海發(fā)展，火山作用與這三個(gè)方面都密切相關(guān)，所以應(yīng)該在這些方面下功夫。"可以看到，對(duì)火山噴發(fā)預(yù)警的基礎(chǔ)，是通過對(duì)火山的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，獲取足夠的數(shù)據(jù)，在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)分析。
而目前的傳感器技術(shù)還很難對(duì)陸地上的火山進(jìn)行如此大規(guī)模的監(jiān)測(cè)，對(duì)深海里的火山更是無從下手，簡(jiǎn)單點(diǎn)說就是：傳感器還不夠，這鍋傳感器背了！科學(xué)家們?nèi)绾螌?duì)火山進(jìn)行監(jiān)測(cè)？
雖然火山噴發(fā)難以預(yù)警，但科學(xué)家們從沒有放棄過對(duì)火山的監(jiān)測(cè)和科學(xué)研究。火山噴發(fā)前往往會(huì)有預(yù)兆，發(fā)生一些特殊的事件，譬如說：氣體噴發(fā)、地震、地?zé)嵘叩取?/strong>
發(fā)生這些事件的原因是，地下巖漿在上涌過程中，部分巖體會(huì)破裂下陷或向上抬升，形成形變，嚴(yán)重的會(huì)形成地震，被稱作“火山地震"。
因此根據(jù)這些情況，國際上將火山監(jiān)測(cè)技術(shù)分為三大類：火山地震監(jiān)測(cè)、火山形變監(jiān)測(cè)和火山氣體監(jiān)測(cè)。科學(xué)家們通常將監(jiān)測(cè)火山活動(dòng)性的大多數(shù)地震儀（內(nèi)置振動(dòng)等多種傳感器），布設(shè)在距火山口1 ~ 15 km 范圍內(nèi)，通過這些儀器取得有多年記錄的背景地震活動(dòng)基線數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，推測(cè)可能的前兆活動(dòng)，這成為預(yù)報(bào)火山噴發(fā)的主要工具。下圖是由哈佛大學(xué)科學(xué)家提供的，關(guān)于使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于監(jiān)測(cè)活火山上的地震數(shù)據(jù)的插圖。
這些傳感器測(cè)量包括火山口的高度，頂部水的壓力，以及潮汐和波浪等數(shù)據(jù)。傳感器涵蓋從運(yùn)動(dòng)跟蹤到壓力傳感器，慣性測(cè)量單元（IMU）等各個(gè)領(lǐng)域?qū)ｉT為火山噴發(fā)監(jiān)測(cè)而設(shè)計(jì)的傳感器。
由于傳感器等監(jiān)測(cè)設(shè)備的增加和技術(shù)升級(jí)，在過去的40年中，科學(xué)家成功地預(yù)測(cè)了許多火山噴發(fā)的時(shí)間。你也可以使用傳感器監(jiān)測(cè)火山運(yùn)動(dòng)！除了科學(xué)家，你也可以用傳感器來跟蹤火山等地質(zhì)運(yùn)動(dòng)，前提是保證自己安全——不要跑到火山口去！
這次湯加火山噴發(fā)中，各地就有許多網(wǎng)友，通過簡(jiǎn)單的壓力傳感器，監(jiān)測(cè)湯加火山噴發(fā)造成的海浪沖擊波對(duì)的影響究竟有多大。
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