2018年4月30日，夏威夷基拉韦厄火山的普吾欧欧火山口突然坍塌，标志着其至少200年来最大规模爆发的开始。另一个火山口内的熔岩湖排入地下。该地区发生了约60,000次地震。新的裂缝沿着火山斜坡裂开，倾泻出约10亿立方码的熔岩，覆盖了街道和社区，足以摧毁716处住宅并建造875英亩的新土地。但是什么引发了这场动荡？一项有争议的新研究提出了一个不太可能的罪魁祸首：降雨。
迈阿密大学的火山学家詹姆斯·法夸尔森和福克·阿梅隆分析了2018年火山爆发前几个月夏威夷的降雨量，发现降雨量大约是平均水平的2.5倍。这种增加可能仅仅是一个奇怪的巧合。但在构建计算机模型以确定如此猛烈的降雨如何影响基拉韦厄系统后，两人计算出渗入地下的水对周围岩石施加的压力高于过去50年所见的压力。他们说，这种压力可能使地下岩浆房附近的岩石破裂，为熔融岩石上升到地表创造新的通道，从而引发了有记录以来火山最具破坏性的爆发。
研究人员认为，至少降雨可能加速了火山爆发的进程——将一座已经准备好爆发的火山推向了临界点。他们的研究成果于周三在《自然》杂志上发表，但尚未说服其他专家。 “我对此持怀疑态度，但这并非毫无道理，”加州大学伯克利分校的地球物理学家迈克尔·曼加说，他为《自然》杂志审阅了这项研究，但并未参与这项工作。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑支持我们屡获殊荣的新闻报道，方式是 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续报道关于发现和塑造我们当今世界的想法的具有影响力的故事。
要发生火山爆发，岩浆需要突破岩浆房并到达地表。当岩浆房内部的压力变得非常强大以至于冲破岩壁时，或者当次要机制这样做时，就会发生这种情况。由于法夸尔森和阿梅隆没有看到证据表明基拉韦厄火山的岩浆房内部压力在2018年火山爆发前有所增长，他们认为，次要机制（在本例中为地下水）一定是决定性因素。他们说，他们的模型支持这一假设，降雨历史也支持这一假设：当法夸尔森和阿梅隆分析了自1790年以来基拉韦厄火山所有有记录的爆发时，研究人员发现这些爆发往往发生在一年中最潮湿的时候。
毕竟，水比看起来更强大。去年，一项研究表明，春季融水的激增导致了加利福尼亚州长谷火山口附近发生一系列地震。在华盛顿州的雷尼尔山和黄石国家公园的超级火山也提出了相同的关联。虽然降雨从未被证实与火山爆发有关，但较小的应力——甚至来自月球潮汐引力的应力——也被认为是将火山推向临界点的罪魁祸首。
但其他专家不同意仅靠降雨就引发了2018年4月的火山爆发。美国地质调查局地球物理学家迈克尔·波兰曾广泛研究基拉韦厄火山，但未参与这项新研究。他指出，大约在普吾欧欧火山口坍塌和火山爆发真正开始前两周，火山口膨胀得非常厉害，以至于夏威夷火山观测站发布警告，称火山侧翼可能会出现新的喷气孔。岩浆可能正在进入该系统，导致压力积聚，最终导致火山爆发。因此，即使降雨可能为触发火山爆发提供了最后的推动力，波兰认为，这可能不是唯一的罪魁祸首。曼加也同意。“如果降雨确实发挥了作用，”他说，“充其量，它改变了一个注定要发生变化的系统的详细时间。” 意见分歧主要在于爆发前产生的变化。波兰指出，加压可以在整个系统中看到，但法夸尔森和阿梅隆表示，膨胀测量结果非常小且局部化，以至于数据并未否定他们的降雨是唯一催化剂的假设。
波兰还指出，对于降雨甚至有助于推动火山爆发的想法，还有其他一些可能的症结所在。他说，当他和他的美国地质调查局同事查看公开的降雨数据时，他们没有看到新研究指出的相同峰值。 2018年“无疑是潮湿的一年，”波兰说，但在过去二十年中，还有其他时期甚至更潮湿。（法夸尔森和阿梅隆表示，他们没有看过美国地质调查局的记录，无法对此评论。）此外，波兰认为，即使降雨倾盆而下，也可能无法进入裂谷带（火山表面的线性裂缝），因为该区域经常被固化的、不透水的硬化岩浆堤坝所阻挡——新模型中未包含这一特征。法夸尔森承认这些局限性：“批评该模型过于简单是合理的，”他说。但他仍然认为这是理解火山爆发原因的宝贵起点。曼加确实同意作者的模型合理地处理了这个问题。但他指出，然而，由于裂谷带已经很热，任何渗入的雨水都可能在对系统施加很大压力之前就已汽化。
曼加说，为了明确回答降雨的作用问题，科学家首先需要更好地监测基拉韦厄火山和其他活火山附近的地下水。如果他们能够找到明确的联系，那么根据天气预报的指示提高火山的警报级别可能是有道理的。但根据目前掌握的信息，曼加认为，仅靠降雨不足以促成这样的政策改变，部分原因是这些警报级别具有严重的后果。他说，就像 COVID-19 大流行期间就地避难的规则对经济产生了巨大的影响一样，提高火山的警报级别也会对当地产生重大影响。“如果你告诉人们火山可能爆发，那么旅游业可能会萧条，当地居民会感到压力，”曼加说，并补充说，官方回应“应该建立在可靠和稳健的数据之上，因为这涉及到人类和经济后果。”