火山灰解析／火山灰洩露了大屯山的祕密

火山 灰解析／火山灰洩露了大屯山的祕密

2009/11/23

【聯合報╱記者李承宇】 位於太平洋火環上的印尼爪哇島，從高處很明顯就可看到一個接一個的大型活火 山。 （路透） 台北市是「火山城市」，靜靜躺在大屯山山腳下；台北的人口密度之高，也是全世界火山城市中數一數二的，但民眾對大屯山這 個「鄰居」的認識卻十分不足。原本大家認為，大屯火山最後一次爆發的時間約在10萬年前，但國內學者最新發現，5500年前還有爆發的跡象。 時間尺度一下拉近這麼多，在科學上有什麼意義？民眾需不需要因此而感到恐慌？ 台灣學界以往為火山定年，多半是利用「氬氬同位素定年」或「鉀氬同位素定年」，針對當時火山噴發保留在地層中的「新鮮」熔岩流進行分析定年。 中央研究院地球科學所研究員陳中華解釋，「新鮮」是指保存良好、當中的火成岩結晶乾淨，沒有元素流失或其他元素摻入的樣本。但是這種方式的缺點在於無法分 辨較近的年代，最近只能算到距今10萬年前，所以以前都把大屯火山最後一次噴發的時間定在10萬年前。 陳中華說，學界很早就在懷疑大屯山最後一次噴發不可能這麼遠，因為大屯山一帶的年雨量可以高達3000、5000毫米，大量雨水沖刷，地形容易被破壞，但 大屯山的地形地貌卻保存得很好，合理懷疑大屯山最後一次噴發時間應該不會太久遠。 後來陳中華參與國際研究計畫，精進國外學界行之有年，但國內沒人做的「火山灰定年法」，利用火山灰沉積的「層位學」與更適合的「碳14定年」，為大屯火山 把脈。 陳中華說，火山灰的化學組成與同位素組成，就像是「火山的指紋」，每座火山都不同，所以可精確知道沉積的火山灰是來自哪座火山。三年前，研究團隊發現距今 1.8萬年前的火山灰，今年三月，在紗帽山下一座乾涸的古湖中挖到的火山灰，年代距今約5500年，「是大屯山有證據的最後一次噴發紀錄」。 從10萬年前猛然「大躍進」到距今只有5500年，住在台北市的民眾需不需要恐慌？陳中華認為「沒有可怕之處」，這項研究只是為後代子孫累積大屯山的研究 資料，「讓我們與它和平共存」。 「地質的生命不能用生物的生命去看」，陳中華希望導正大家對「活」火山的觀念。 他說，活火山是指火山爆發的形成機制仍在進行，持續累積岩漿能量，這個過程的周期以大屯山為例可能需要幾千年，「在我們有生之年可能都不會看到大屯山爆 發」，因此我們並不能用人類幾十年、百年的生命尺度去衡量地質「生命周期」。 根據最新發現的火山灰分布形態，5500年前大屯山的噴發威力預估並不大，且大屯山的噴發方式較傾向破壞力較小的「熔岩流」。陳中華說，火山爆發的預警技 術遠比地震預測成熟很多，「火山很乖，它就一直躺在那裡」。以目前的火山活動監測，約在半年到一年前就可以發現火山密集活動的跡象；如果火山真的要爆發， 也能在兩到三天前就能發出預警。 雖然大屯山地震活動還在穩定範圍內，但陳中華認為，目前對大屯山還有太多不瞭解的地方，「持續研究與監測是絕對必要的」。 亞洲搖不停 關連性待查 日前，南太平洋相距1萬公里的薩摩亞群島與印尼蘇門達臘在16小時內連續發生強震，規模8.0及7.6。時間點如此接近，且兩地都是位於「環太平洋火環 帶」上。不過學者認為，這兩起地震的關連性不高。 台灣大學地質系教授陳于高說，「太平洋火環帶」是由許多不同地震帶所串連起來的，各有不同的系統，兩起地震震央距離這麼遠，是否有關連還需要進一步證據評 估。 陳于高說，「太平洋火環帶」比較正確的名稱是「環太平洋隱沒帶」。目前全球板塊的狀況是亞洲、美洲的板塊慢慢聚合，中間夾的太平洋板塊「隱沒」到兩個大陸 板塊的底下。當板塊隱沒到地底約100公里處，高溫高壓，加上低分子量物質氣化助熔，岩石就融化成岩漿，並從地質脆弱或有縫隙的地方噴出，環太平洋有許多 這種火山島弧，就是這樣形成的，也因為火山多，因此有「火環」之稱，全世界8成的火山都分布在火環帶上。 環太平洋火環範圍包括南美洲智利、秘魯、中美洲墨西哥、美國西部，然後到阿拉斯加外海阿留申群島、俄羅斯堪察加半島、千島群島，再轉西南到日本、琉球、台 灣、菲律賓、印尼、新幾內亞、澳洲東北所羅門群島，最後再往南到澳洲東邊的新喀里多尼和紐西蘭。 陳于高說，大屯火山群廣義來說是位於火環帶附近，但並不是典型的隱沒帶岩塊遇熱後熔解成岩漿噴發的火山。火山是否噴發的關鍵因素之一「岩漿庫」，是火山底 下儲存高溫液體岩漿的地方。 中研院地球所研究員陳中華說，火山是否爆發，可以透過監測岩漿庫附近的特殊震動及岩漿上升通道的破裂與變形而得到預警。這種岩漿庫及岩漿上升過程中特有的 震動有別於一般地震，有時會像和弦震動，因為岩漿的移動是以脈衝方式進行。中研院地球所研究員林正洪對大屯山地震監測過程中就發現類似震動。 如果岩漿庫中的岩漿溫度降低，冷凝成固態，這個火山是朝死火山方向走，如果補充熱岩漿與泠凝岩漿相抵平衡，岩漿庫呈穩定狀態, 火山也不易爆發。可透過監測火山特有震動與地殼變形，了解是否有新岩漿注入岩漿庫及岩漿是否有在移動，研判火山爆發的可能性。