本文转自：中科院之声
北京时间年1月15日中午12点10分前后，南太平洋岛国汤加（Tonga）的洪阿·哈阿帕伊岛（HungaTonga-Ha’apai，位于南纬20.°，西经.°）附近发生了一次猛烈的火山喷发，初步判断喷发强度达到火山喷发指数5级以上，形成了直径约千米的火山灰柱，火山灰蘑菇云以两倍音速扩展，影响了半个地球。
图1汤加洪阿·哈阿帕伊火山喷发形成了巨大的火山灰云（图片来自Domanetal）。
此次汤加火山喷发规模多大？
汤加洪阿·哈阿帕伊岛火山喷发将约5立方千米的火山灰喷到大气中，大量火山灰喷射到超过30千米的高空，形成了一个直径约千米的火山灰柱，进入平流层。在火山灰向西漂移的过程中，少量火山灰甚至到达39千米高空。汤加火山喷发冲击力很大，喷发的巨大响声在千米外的新西兰都可以听到。
美国NASA学者认为此次汤加火山喷发释放的能量超过万吨TNT。与此类似，澳大利亚国立大学著名学者RichardArculus认为汤加火山喷发释放的能量超过颗广岛原子弹。奥地利学者认为，此次火山喷发释放的能量达到万吨TNT以上。
不过，核弹与火山显然有很大的差别。核弹爆炸的能量密度远高于火山灰和烟尘。而火山灰和气体可以形成更大的蘑菇云。两者的比较需要谨慎。
图2汤加火山喷发形成的火山灰蘑菇云。（图片来自Domanetal）
为什么汤加会发生如此大的火山喷发？
汤加位于西太平洋的汤加—克马德克俯冲带上，是环太平洋俯冲带的重要组成部分。
沿汤加—克马德克俯冲带是大约万年前，太平洋转向形成的。在大约万年前，该俯冲带出现重大转折，板片后撤，形成汤加弧后盆地。
图3西太平洋新生代俯冲起始于约万年前(52Ma)。略晚于青藏高原的碰撞时代（SunandZhang,ScienceBulletin）。
汤加俯冲带对应的太平洋洋壳比较年轻，水深也较伊豆-小笠原-马里亚纳外的太平洋浅很多。很多地方在碳酸盐补偿深度以上，特别是Louisville海山链，水深更浅，有大量的碳酸盐俯冲。碳酸盐可以降低地幔橄榄岩固相线，形成更多的岩浆，同时二氧化碳可以造成火山的剧烈喷发，有利于形成大的火山喷发。
图4汤加洪阿·哈阿帕伊火山位于西太平洋汤加-克马德克俯冲带上。（上图来自Kutterolf,下图来自Domanetal）
图5汤加俯冲岛弧火山岩二氧化碳含量远高于日本岛弧。（PlankandManning,）
汤加火山喷发的发展趋势如何？
图6汤加洪阿·哈阿帕伊火山喷发前后的卫星图像（图片来自Domanetal）。
此次汤加火山喷发属于海底火山喷发，其喷发中心位于洪阿·哈阿帕伊岛（HungaHa’apai）和洪阿·汤加岛（HungaTonga）附近。此次喷发将上述两个小岛完全破坏。
该处的火山是目前全球最活跃的活火山之一。据新西兰火山学家Cronin等人的研究，该火山每一千年就有一次强烈的喷发。上一次剧烈喷发发生在公元年，距今年。每一次剧烈喷发都会先后产生多次不同等级的喷发。
此次喷发前，该火山分别于年、年、年、年和年，发生多次喷发。现在不确定是否1月15日的喷发就是该火山这个喷发峰期的最大喷发。不过可以肯定的是，该火山进入活跃期，未来潜在的危害值得