陈晓雯 魏海泉
新闻背景
最近，冰岛的电台和电视台经常报道该国卡特拉火山的活动情况。当地有火山学家预测：这座火山在近期将进行一次猛烈喷发，规模为世纪之最。
从去年4月份的埃亚火山到今年5月份的格林姆火山再到如今的卡特拉火山，冰岛火山的活动性已经引起了全球关注。
7月以来卡特拉火山越来越活跃
据2011年7月6日—12日卡特拉火山活动周报：冰岛气象局和当地新闻机构报道，7月9日米达尔斯冰原发生了一次融冰事件，融冰起源于卡特拉火山破火山口东南部的3个冰川洼地。在前几周里，在靠近冰川洼地附近记录到了微震活动。7月8日傍晚时分，米达尔斯冰原洪水监测系统记录到了电导率的增加。水位在夜半时分接近到河桥的高度并且破坏了洪水传感器，它们可能指示了一次小的喷发，但尚未见到喷发的直接证据。融冰破坏了一座128米长的桥梁并引起了其他损失，导致了环岛公路的关闭。大约200人被转移，但当天晚些时候被允许回家。
冰岛气象局发布的卡特拉火山10月份地震活动报告显示：冰岛南部的卡特拉火山地震活动强度正在增强。地震发生于被米达尔斯冰原覆盖的卡特拉破火山口内。现在的火山不稳定性开始于今年7月，自那时起，破火山口范围内发生了几百次微小地震。10月5日，在卡特拉火山破火山口范围内记录到了一次强烈的震群活动，最大震级达到3.7级，多数地震活动的震源深度都小于5公里。
进入12月份，卡特拉火山显示了进一步的活动性增加，有感地震明显增多，火山的表面也已经冒出了蒸汽，7月份形成的冰川裂隙更加明显，不同频率的火山颤动事件的振幅也出现了明显改变。
冰岛原本就是火山岛
冰岛的火山活动活跃主要有两大原因。一是由于冰岛位于大西洋洋中脊北缘，而洋中脊也是地球上有利于岩浆上升并导致火山喷发的地质构造。另一原因是在冰岛存在着一个地幔柱，在这个地幔柱内岩浆得以持续不断地高速率上升至地表。
整个冰岛都可以说是在大西洋洋中脊扩展的过程中，由于扩展速度较快、岩浆不断补充而形成的一个露出海平面的岛。如果按照板块说来划分，冰岛是处在一个张开性、分裂性的板块上，即地质学上说的离散型板块边界。它和我们环太平洋火山地震带不同，环太平洋火山地震带属于聚合性板块。聚合性板块边界的火山喷发后，往往规模比较大。但是在洋中脊的火山类型中，岩浆补充的速率很快，释放的速率也很快，没有长时间的气体富集过程，所以这种分离性板块边界的火山往往不会形成剧烈的爆破性喷发。
作为冰岛地幔柱的组成部分，卡特拉火山深部岩浆上升的通道是很畅通的，“温和的”火山喷发也就可以是很频繁的。这也是冰岛历来火山活动虽然频繁，但大多是以比较宁静的溢流式火山活动为主的原因。
卡特拉火山每世纪喷发1至3次
卡特拉火山极为活跃，几乎每世纪喷发1至3次，最后一次确切喷发的年代是在1918年。
在米达尔斯冰盖之下的卡特拉火山，因为突然融化的洪水而成为冰岛最具灾害性的火山之一，这种冰川下突然融化的洪水称为融冰。它们在喷发时自冰川汹涌而出，严重时可以构成火山冰石流。有人认为1955年和1999年突然涌出的洪水起因于小规模冰下喷发，而这种小规模冰下喷发并没有达到冰川表面，所以人们在地表并未见火山喷发。
卡特拉火山近2000年来已经喷发43次，平均每47年喷发1次。最大间隔150年，最小间隔10年。最近2次(推测的)喷发是1999年和1955年，确切的最近喷发记录是1918年。衡量火山爆发强度的指数(VEI)有14次达到VEI 4级，4次达到VEI 5级。
如果1918年的喷发是最后一次喷发的话，现在早已超过了卡特拉火山的喷发周期。由表征火山喷发强度的VEI指数分布可见，下次喷发应该是4级，但5级也很有可能。也就是说，爆破性喷发抛出的火山灰体积可能达到108立方米甚至109立方米，爆破性喷发可能持续的时间以1个月或数月为最大可能。
卡特拉火山有“超级火山”的能量？
卡特拉火山1918年爆发，成为20世纪最猛烈的火山爆发之一。卡特拉是非常活跃的火山，爆发力也很强，其爆发会带来灾难性的后果。在1918年的爆发后几小时，卡特拉火山把头顶的冰川蒸发，每分钟有1800万吨水向下流到平原，那是尼罗河和密西西比河正常水量相加起来的十倍以上，造成了极大的破坏。
但这并不能说卡特拉火山就属于超级火山了，因为超级火山是指喷发的岩浆量超过1012立方米，也就是喷发的岩浆体积要大于1000立方千米，至少是达到100立方千米量级的火山才能称得上是超级火山。卡特拉火山的总体积很大，喷发频率也很高，但每次喷发的岩浆体积并不太大，远未达到超级火山的要求。
覆盖卡特拉火山的米达尔斯冰原厚度通常很大，喷发时会有长时间的融冰水加入到岩浆中，这种地表水体与岩浆爆炸式反应的喷发可以产生大量的细粒火山灰。由于喷发物质热量致使冰川融化的水又会不断加入到火山通道内，进而和岩浆发生爆破性喷发。但这时的喷发柱高度一般不会超过10公里，对流层内传播的火山灰影响范围也主要限于欧洲，对中国的影响不会太大。
全球变暖令冰岛火山威胁增加
自两万年前的冰河时期高峰期开始，地球一直在变暖，随之而来的是新的火山爆发危机。
两者有关系的原因是，全球变暖会令地球冰原融化，如冰岛的冰原融化，埋在冰层下几千年的沉睡的火山可能会活跃起来，这个过程叫做“卸荷”。在上一次的冰河时期，冰岛被一层很厚的冰覆盖，那时候的火山活动被抑制，因为这些火山被一层厚冰压着，所以压力积聚在地下，无法释放出来和产生爆发。现在仍剩下少量冰原，那里还有很多火山，若米达尔斯冰原和范特纳冰原融化，到时候包括卡特拉火山和格里姆火山在内的火山就会同样地加速爆发。
延伸阅读
去年埃亚火山喷发 导致欧洲空航瘫痪
冰岛埃亚火山在2010年3月20日开始溢流式喷发，熔岩不受阻碍地从裂缝流出，爆发持续了三星期后突然停止。在火山里流动的岩浆并没有停下来，只是流出去的途径受阻，随后岩浆在主火山口下面积聚。
火山在4月14日再次爆发，爆发距离原来的裂缝8公里的主火山口里面冰盖底下很深的地方。岩浆的化学成分在第一次喷发之后已经改变，变得更粘稠，其爆炸力更强。火山灰喷射到8公里上的大气层，遇上由西北面吹来的强风，成为速度很快的高空气流而围绕北半球流动。在8公里高空的火山灰，跟飞机处于相同的飞行高度，被吹向东南面朝英国和其他地方进发，导致了欧洲空中交通的瘫痪。
(魏海泉：国家地震局地质研究所火山室研究员；陈晓雯：国家地震局地质研究所研究生)
