火山解析／大屯山「心情」 火山氣體告訴你

【聯合報╱本報記者郭錦萍】
緊臨大台北人口密集區的大屯山火山群，早年被認為是休眠火山，因為它最後一次噴發，依定年資料顯示，應是十萬年前，但近些年研究單位在台北盆地多處鑽井找到的證據，推翻了大屯火山休眠的假設，並認為大屯山有活躍的地熱活動。為了大家的安全，多個研究單位合作分析火山氣體，希望能隨時掌握火山「心平氣和」還是「有點火大」。到陽明山遊玩、洗溫泉的遊客，必定會對如大油坑、小油坑等地煙霧漫天，空氣中參雜著硫磺味等，留下深刻印象。但若把遊客所見所聞質量化，就可知火山噴氣最主要的成分其實是水，占了九成以上。把水氣扣除後，火山噴氣含最多的是二氧化硫，約占89～99%。其次是硫化物（以H2S為主），另外還有氮、氦、氡等。國內學者將台灣的火山氣體成分和國外研究比較後發現，大屯山氣體屬於低溫組成。目前在大屯山監測站負責氣體分析的中研院地球科學研究所博士後研究員李曉芬指出，火山氣體內含很多種成分，但火山噴發時不見得每種成分都會變化，所以觀測時是挑較敏感的3、4種氣體做為主要標的，包括二氧化碳、氯離子、氫離子及硫化物等。她表示，火山即使是休眠，只要有岩漿活動，就會有二氧化碳釋出，因為岩漿上升過程，二氧化碳會搶先脫離。早期要研究火山氣體，研究人員必須到很靠近火山口的地方取樣，但後來科學家發現，在火山的側邊也可能監測火山氣體；這是藉由測量土壤氣中二氧化碳及其它火山活動敏感氣體（如氦與氡）的比率，可以讓科學家更安全旳監測火山活動。早在半個世紀前，科學家就發現，由火山噴出的氣體成分可以推斷岩漿的性質活動性。例如科學家先是發現夏威夷著名的Mouna Loa在噴發前一個月，噴氣中的硫化氫出現大量增加，幾十年後，又有人發現噴發前3個月SO2含量就已升高。至於美國本土另一座知名火山聖海倫納，科學家則是發現噴發前CO2／CO2+H2比值會突然減少。李曉芬指出，國外一些較活躍的火山，研究單位把各種物理化學數據和背景值比較，若出現異常大幅變動，就能估算火山要爆發了。但大屯山較麻煩的是，它至少已數千年不曾爆發過，無法確知各種氣體濃度達到什麼程度，就是火山要爆發了。所以現在調查，主要還是建立大屯山的基本資料。她解釋，火山氣體的組成或比率並非恆定，會受到天候和地理條件影響而變動，所以在一定範圍內大致都可視為正常，但若測得的數值是在平均值的2個標準差之外，就可認為是異常現象。不過，就算是基本值，測量地點不同，數值就有很大差異。例如在大油坑測得的氯離子平均大約是350ppm，但在相距不遠的八煙溫泉，測得的氯離子，平均可達1000ppm。

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