一、灾难特点
对于灾难而言,火山爆发向来就是可怕与恐怖的代名词,原因在于它可以用太多方式给人类 造成灾难。火山爆发的危害分为直接危害和间接危害。爆发式的火山爆发往往在短时间内从火山口向四周抛射出大量的火山物质,如灰、渣、岩块、岩浆等。它们具有炽热、高速等特点,可以摧 毁和掩埋火山附近的居民点,造成人们生命财产的损失,并且,它还能造成以群体伤为主,复合伤 多,伤情复杂的突发意外性损伤。火山爆发引起的间接危害包括地震、海啸、洪水、泥石流、山崩、 雪崩、毒气及气候异变。实际上,在火山爆发时,这两类灾害常常是兼而有之。火山碎屑流、火山 熔岩流、火山爆发物(包括火山碎屑和火山灰)、火山爆发引起的泥石流、滑坡、地震、海啸等都能 造成火山灾害。同时,不能否认的是,火山爆发还会为人类提供多种资源,加以利用就能造福 人类。
(一)火山气体
火山气体主要是水蒸气,然后依次是二氧化硫和二氧化碳以及其他少量气体,例如硫化氢、 一氧化碳等。一旦发生火山爆发,这些气体便释放进人大气层,危及人类生命和健康。据统计, 全球火山爆发产生的二氧化碳超过1. 3亿吨。二氧化硫、二氧化碳和硫化氢是最重要的影响人 类生命财产安全以及动物、农作物的火山气体。二氧化硫进人大气层会导致局部地区的空气污 染和酸雨,同时,一旦发生大规模的火山爆发,将会形成大量的硫化物气溶胶进人平流层,最终导 致地面温度的降低和臭氧层的破坏。二氧化碳无色、无味、比重大,可下沉到相对低洼区或聚集 到土壤中,高浓度的二氧化碳可导致人和动物死亡。氯气、硫化合物以及氟气可以与水发生反应 形成有毒性的酸,很低浓度就会导致眼睛、皮肤以及动物的呼吸系统的损害。不同浓度的酸会使 植物遭到破坏,甚至会损坏金属制品。氟一旦达到较高的浓度时就会成为有毒气体,它能够被吸 附到火山灰颗粒中,降落到地面,导致牲畜饲草和当地地下水源的污染,严重时会致人死亡。历 史上因火山爆发喷出的大量火山气体导致人或动植物死亡的例子不胜枚举。1873年冰岛拉基 火山爆发后出现了淡蓝色的雾(可能含二氧化硫),严重阻碍了绿色植物的生长,造成严重的饥荒 和疫病,使冰岛人口减少了近五分之一,并且导致了四分之三的羊、马和一半的牛死亡。1902年 圣文森特岛苏弗里埃尔火山和1911年菲律宾塔尔火山爆发时就产生了大量的二氧化硫等有毒 气体,导致了当地许多居民窒息而死。1970年冰岛海克拉火山爆发,在距离火山爆发地点 190 km处的地方发现羊群大量的死亡,主要是因为降落在此处的极薄的火山灰中吸附了大量的 氯气,污染了当地的牧草,最终导致7 500只羊死于氯气中毒。1986年喀麦隆尼奥斯(Nyos )湖底 火山爆发,喷出大量的二氧化碳气体,因其比重较大,沿着周围山谷快速漫延,使当地1 700余人 和8 300头牲畜窒息死亡。仅本世纪以来就有多起因火山爆发喷出有毒气体致使人和动物死亡 的例子,占全球死亡人数的25%,损失可谓惨重,不能不引起我们的高度重视。
火山灰通常直径<2mm,是从火山口喷出的最小的碎片。火山灰可以上升到大气平流层, 由于“大气环流的作用”发生漂移和扩散,危及面更广,破坏程度更大。火山灰下沉是最常见的现 象,它下沉产生的效应取决于火山爆发产生的火山灰容积,火山爆发的强度以及持续时间。大量 的火山灰可能使建筑物、森林、庄稼、蔬菜等被掩埋,甚至导致屋顶坍塌,交通破坏,供电、供水中 断;火山灰会使人、畜呼吸困难甚至窒息,还会形成浮云,阻挡人们视线,妨碍灾区居民的疏散及 各种救灾物品的支援与发放。1199年,我国长白山天池火山大爆发,在1 000 km以外的日本北 海道南部一带发现了厚度高达5 cm的火山灰。而且,极细的火山灰悬浮在水中,导致有毒物质 溶解在松花江水中,使水质呈现强碱或强酸现象,无法饮用,给人们的生产和生活带来极大的不 便。火山爆发产生的大量的火山灰对人类在大气中活动的最大威胁就是飞行安全。飞机雷达的 荧光屏不能有效的检测这种极为细小而近乎透明的火山灰颗粒,飞机驾驶员的肉眼也难以察觉, 尤其是在夜间。火山灰在空中长时间悬浮飘移,大量细小的火山灰能进人飞机引擎,有可能导致 引擎熄火。在近30年来,先后有90架民航飞机遭遇到火山灰云,并不同程度的受损,几次险些 机毁人亡,足可见其破坏力之大。微粒火山灰能发生聚集,形成较大的颗粒,使这些颗粒沿风向从火山云中迅速地沉积到地面。细火山灰还会引起电力传送装备的电流短路。此外,还会使电 话线、电台以及电视发射机受到闪电的电子干扰和破坏,导致通讯中断。
(三)火山山崩
岩浆爆发和上升通常会形成巨大陡峭的火山锥,但它通常是不稳定的,一旦下部岩浆继续侵 人、或遇到地震和降雨,都会导致灾难性的山崩。火山山崩的体积大小不等,由于重力作用,崩落 的锥体能以大于100 km的时速,摧毁几百米高的建筑物。火山山崩是一种极具毁灭性的火山灾 害,除了毁灭途经的一切物体外,还可能导致其他相关的灾害,如海啸、泥石流等。1972年,日本 云仙岳火山爆发时导致了火山山崩,岩块冲向海湾时产生强烈的冲击波,使对岸15 000人死亡, 成为日本最大的火山灾难。山崩除了掩埋和破坏所途经的所有东西外,还会严重地改变先前的 地形,引起火山泥石流。此外,火山泥石流也可以导致岩崩从而可能直接产生洪水;山崩还可能 堵塞河流并形成湖泊,一旦发生决口,就会灾难性地泄出并进一步导致火山泥流或洪水;山崩产 生的岩块一旦进人局部海湾或湖泊,可形成极高的波涛,而如果在海底的火山爆发产生的山崩, 甚至可以导致海啸。
(四)全球气候
火山爆发还会使全球气候异常,火山爆发喷出的气体中含有大量的二氧化硫,它能与水蒸气 结合形成硫酸,除一部分以酸雨形式下降外,还有大部分以气溶胶形式漂浮在平流层高空。由于 其颗粒极为细小、漂流时间长,再加上它能反射阳光,同时又能使地面的长波辐射透过大气层,这 样就使地球表面所获得的太阳辐射进一步减少,从而使地面气温下降。据统计,空气中存在的气 溶胶使地球获得的总辐射减少5%左右。1815年印尼的坦博拉火山大爆发之后的第二年,即 1816年,全球的平均气温下降了 3C,历史上称这一年为“没有夏天的年份”。该年正好是清朝嘉 庆21年,我国南北各地也都出现了严重的灾荒。1991年菲律宾皮纳图博火山爆发,而这一年,我 国华东地区出现了百年不遇的特大洪水,专家经过分析后一致认为,菲律宾皮纳图博火山爆发可 能导致了亚洲广大地区的天气异常,这也可能是洪水爆发的主要原因之一。
(五)火山地震
火山爆发、岩浆的进一步上涌和随之形成的裂隙,都可能引发火山地震,但是据统计,这种地 震的强度都不大,大部分为小至中等程度的浅震(M≤5 ),并且在距离火山源较远的地区很少引起 破坏,但是仍然要引起我们的高度注意。1991年,菲律宾的皮纳图博火山爆发,就引发了多次地 震,导致周围地壳变形,并对周围建筑物造成危害,导致房屋倒塌甚至危及人们的生命安全。火山 地震的影响范围较小,一般仅限于火山源邻近的地区。但是,有的火山地震还会引起一些其他的 灾害性结果,例如山崩。此外,地震有时也会引起火山爆发,尤其在火山爆发之前,地震是很频繁 的,因此在火山活动的地区,人们常把地震看作火山爆发的前兆。例如,1960年智利的契里安大地 震(M=9.5 ) ,4.8 h后在距离震中300公里处的Puyehue火山发生了裂隙爆发强烈的火山地震。
(六)火山碎屑
火山碎屑是在火山爆发早期阶段岩浆凝固而形成的火山岩小碎屑,或者是由于火山通道周 围的岩石以及火山基底的岩石在火山爆发时被炸裂、崩碎而成,它是一种火山碎屑物质。火山碎 屑降落和弹道抛射物可能会通过如下方式危害人类的生命和财产安全:①碎屑降落时产生的强 力冲击;②大量碎屑可能埋葬建筑物,导致人、动物和植物受到损害;③可以在空气和水中长时间 漂浮,产生微细颗粒,威胁人们的呼吸道健康;④在降落时可能携带大量火山爆发产生的有害气 体、酸和大量的热蒸汽。火山爆发时产生的大量火山碎屑,可能会使建筑物的顶部崩塌,电源和 通讯线路遭到破坏,甚至可能损害或压死植物、动物等。火山碎屑对建筑物的影响因为其设计和 结构的不同而产生不同的影响,相比较而言,平顶建筑比陡斜屋面建筑更容易受到破坏。研究发 现,人们利用最小的掩蔽所就可以成功躲避一部分小的火山碎屑降落产生的冲击。但是,一旦发生火山碎屑大量降落,即使在坚固的掩蔽所内部,人们仍然有可能会受到伤害。
(七)火山碎屑流
火山爆发时,火山口能快速喷出高密度气体和岩石碎屑,二者可以相互结合形成混合物,同 时岩浆、固体岩石在火山爆发时也可以相互混合,随着火山爆发喷射而出,蔓延数公里。它是火 山爆发产生的最具毁灭性的灾害,火山爆发柱垮塌是其主要形成方式。由于火山碎屑流高质量、 高温度、高速度和潜在的巨大活动性,它可以从火山口流到100 km以外甚至更远的地方。火山 碎屑流的最高温度可高达715~1000℃,它最高能以每小时200 km的速度紧贴地面而过,并且 能横向扩散,可以毁灭途中的任何生命和物体。火山碎屑流还会引起多种不同的附加危害,包括 岩石碎块的冲击、埋葬建筑物和一切生命体,由于燃烧引起的火灾以及有毒气体产生的窒息作 用。在可能产生火山碎屑流的高危险区,由于火山碎屑流具有流动冲撞、掩埋、高温灼烧等一系 列的破坏作用,在该范围内的建筑物、桥梁、植被、人员等都有可能遭受毁灭性危害,这应该引起 政府和人们的高度重视,提前做好防范,将损失降到最低;而低危险区的受灾程度则可能相对低 一些。1902年培雷火山爆发,火山碎屑流在短短几分钟内就夺走了近3万人的生命。1980年美 国的圣-海伦斯火山爆发,有近600 km2森林也被火山碎屑流所毁。据统计,在20世纪,全世界 因火山碎屑流死亡的人数在火山总死亡人数中的比例高达70%。火山碎屑流除能够引起窒息、 埋葬建筑物和生命体以及冲撞等直接影响之外,火山碎屑流一旦和冰雪、雨水以及地表水混合, 就可能产生灾害性的火山泥石流和洪水灾害,影响河谷较远的下游地段。
(八)火山泥石流
火山泥石流是指火山爆发时喷出的碎屑或岩石与雨水或者地表水等发生混合,形成类似混 凝土泥浆样,向火山的边坡和河谷流动。其携带的岩石碎块直径大小不等,规模和速度也具有明 显的差异,一旦发生较大规模的泥石流,人们很难逃脱。火山泥石流所经之处,能够掩埋村镇、庄 稼和各种工程设施,是最主要的火山次生灾害。由于火山泥流密度高、流速高、比重大,可摧毁和 掩埋其流经途中的所有人、车辆和建筑物。一旦发生掩埋,它可以在几秒钟之内让人窒息,被掩 埋者生还机会极为渺茫。如1985年哥伦比亚Ruiz火山爆发,距火山74 km的Armero城被火山 泥流掩埋,死亡23080人,火山泥流堆积物厚达3 m。火山爆发时,携带热量的火山灰如果降落 在冰雪地面之上,就会促使冰雪溶化,二者相互混合,同样有可能形成火山泥石流。1943年2月 墨西哥的帕利科耶火山爆发,产生大量的火山灰,附近山坡火山灰厚度达六七十厘米。1944年6 月,飓风携暴雨袭击墨西哥,大量雨水和火山灰混合冲下山坡,形成泥石流,瞬间埋葬了山下三个 村庄和数十位村民,毁坏了 600 km2多的农田。火山泥流沉积物由于沉积作用,还可能填充河 道,可影响河道的能量和通航能力,同时还会导致河道排泄洪水的能力降低,甚至引发洪水灾害。 火山泥石流还可能溢出河床,造成高速冲撞、掩埋等作用,致使农田、建筑物、桥梁、铁路等遭到破 坏,甚至造成人员伤亡。总之,火山泥流无论是发生在火山口附近,还是在排泄它们的河谷里,都 可能威胁人类的生命和财产,应当引起我们的高度重视。
(九)火山熔岩流
熔岩流是指火山爆发时从火山口倾出或溢出的熔岩喷泉。熔岩流主要是通过破坏、压碎、埋 葬甚至完全摧毁所途经的任何物体给人们造成损失。此外,熔岩流还会引起火灾,影响范围更加 广阔的地区;熔岩流也能够融化积雪和冰,因而产生洪水和碎屑流。然而,与火山碎屑流冲蚀并 且与雪和冰混合成泥石流相反,在冰雪覆盖地区的熔岩流爆发,一般不会产生大的洪水和岩屑 流,除非融化的水经大量储藏后一次性排放,例如冰岛火山爆发时产生的融冰洪流。因为熔岩流 顺河道流动,它们能够堵塞支流并形成湖泊,这些湖泊可逆向泛滥覆盖导致大面积回灌,而且一 旦堤坝被毁坏将成为潜在的洪水和碎屑流源头。火山熔岩流的速度较为缓慢,一旦在较为平缓 的地区发生,人们有足够的时间可以逃脱。但是,当熔岩流通过陡坡的狭窄通道时,它的主体速度可每小时超过30 km。1977年,刚果(金)东部城镇戈马附近的尼拉贡戈火山爆发时产生的熔 岩流在短短0. 5 h内就夺去了 2 000人的性命。2002年1月17日,尼拉贡戈火山在沉寂了 25年 后再度爆发,灼热的熔岩流顺着低矮的山隙、河谷迅速向低处蔓延,毁灭途径的一切建筑物,造成 100多人死亡,当时逃到卢旺达的灾民多达30万人。
(十)火山次生火灾
火山爆发时可以喷出大量高温物质,仅喷出的岩浆温度就可高达1000℃,因此最容易引发火灾。在1997年1月7日非洲尼拉贡火山爆发时,扎伊尔和卢旺达两国430 km2的热带雨林全 部被烧毁,仅扑灭大火就用了半个月时间。
(十一)海嘯
在海底发生的火山爆发会引起海啸。火山爆发能够产生巨大的能量,在短时间内集中地传 递给这一局部海域,能掀起高达数十米的惊涛骇浪。海啸凶险无比,破坏力极大,能够毁灭在该 海域的任何船只和建筑物。在大陆架及其附近地区一旦发生火山爆发,产生的次生海啸破坏性 最强。环太平洋板块的海洋是火山次生海啸灾害频发的地区,除印度尼西亚外,日本、菲律宾以 及澳洲的一些岛屿都曾遭受过特大海啸,造成千万人遇难和大量经济的损失。1883年印度尼西 亚巽他海峡中的喀拉喀托火山爆发时导致了次生海啸,那次海啸掀起的狂涛巨浪高达30~40 m,吞没了这一海域的所有船只,并把爪哇、苏门答腊岛沿岸的房屋、车辆、人畜全都卷人海中。 据统计,仅印度尼西亚就有3.6万人在这次海啸中遇难,造成的经济损失不可估计。这是人类有 文字记载以来火山次生海啸造成的最惨重的一次灾难。
(十二)洪水灾害
火山爆发如果发生在高原或高纬度地区,灼热的火山爆发产物会使那里常年的冰川积雪融 化而酿成洪水灾害。此外,火山爆发而导致的山崩、熔岩流、碎屑流以及泥石流,都有可能引起洪 水灾害。1985年11月13日哥伦比亚托马利省火山爆发,灼热的爆发物导致山上千百年来的积 雪融化,雪水夹带着火山爆发的碎屑物质转眼间都泻到山下的沁齐纳河,河水猛涨,洪灾波及3 万余平方公里,导致2. 5万人丧生,13万人无家可归,15万头牲畜死亡,200多平方公里的农田、 果园被毁,直接经济损失超过50亿美元。火山爆发有时会产生火山口湖,有时也会酿成另一类 山洪灾害。1991年菲律宾棉兰老岛上的帕克火山爆发后,火山口部下陷,雨水过后就成为火山 口湖。1995年8~9月当地连下暴雨,火山口湖水暴涨,使湖堤边缘决口,造成山洪暴发,摧毁了 附近4个村庄,并造成500余人死亡或失踪。此外,火山爆发时还有可能引起强烈的空气对流和 水汽蒸腾,从而引发狂风暴雨和闪电等自然现象,这有时也会转化成危及人类的灾害。
二、伤情特征
火山爆发导致的灾难会以各种各样的方式影响人们精神健康和行为:
1)会给人们造成某些实质性的创伤(烧伤、呼吸道呛伤、甚至死亡)和精神障碍。
2)由火山灾难引起的慢性精神障碍非常少见。
3)灾后人们普遍能够进行自我调整,绝大多数的痛苦在灾后1~2年内都会消失。
4)它严重扰乱了国家、社会、家庭以及个人的生活。
此外,火山爆发还会引起压力、焦虑、压抑以及其他情绪和知觉问题。受害者表现出焦虑、压 抑和其他情绪问题,影响的时间仍然是未知数。火山爆发引发的其他一系列次生灾害,会产生一 种极度的灾难的持续效果,即经历了创伤以后,会出现持续的、不必要的、无法控制的无关事件的 念头,或者是强烈的避免提及事件的愿望,睡眠障碍,社会退缩以及强烈警觉的焦虑障碍等,称为 创伤后应激障碍。