2023年冰島火山爆發危機初步報導(10-11月)

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冰島雷克雅內斯半島近期地震活躍,岩脈侵入導致地表裂縫、坑洞,對城市基礎設施造成損害。該半島火山系統曾休眠800年,近三次爆發發生在2021年後。冰島氣象局警告,岩漿已進入地殼裂縫,引發地殼沉降和地震,對格林達維克鎮產生影響。火山爆發可能帶來熔岩流,威脅基礎設施,同時釋放二氧化碳、硫化物等有毒氣體,對人類和動物造成健康威脅。氣象局透過熔岩模擬,區分危險區域,格林達維克等地已實施緊急疏散。高解析度觀測和網路攝影機用於持續監測地震和地表變形,以提供即時火山狀況,提升預警能力。

一、地震頻繁及岩脈侵入

冰島目前擁有33個活火山系統,其中雷克雅內斯火山系統(Reykjanes volcanic system)在2021年之前,休眠800年,直到 2021 年之後有3次火山爆發事件(分別為2021年3月、2022年8月以及2023年7月),但均未發生在人口密集地區[1]。

自2023年10月下旬以來,冰島西南部雷克雅內斯半島(Reykjanes peninsula)地震活動增加,正面臨火山爆發的風險。根據冰島氣象局於2023年11月16日資料顯示(圖1)[2],大多數地震發生在雷克雅內斯半島格林達維克鎮(Grindavik)以北地區。此外,圖2顯示為格林達維克鎮地區之地表情況[3, 4],冰島氣象局資料顯示岩漿已進入地殼約15公里長的裂縫中,由於尚未到達地表,在地下向外滲出,擠在地殼岩石之間,造成岩脈侵入(dike intrusion)(圖2之紅色虛線),從東北向西南延伸,並終止於海洋。受地震影響,格林達維克地區產生地塹狀構造(graben formation),岩脈侵入造成的地殼沉降(subsidence)仍然活躍(圖2之紅色範圍),導致市區道路出現地面裂縫或大坑洞,且冒出煙霧(圖3)[5, 6]。

如果發生火山噴發,裂縫很可能會打開,岩漿會滲出,到達地表時會變成熔岩。火山爆發後之熔岩可能在短短幾分鐘流向知名景點藍湖(Blue Lagoon)與其鄰近斯瓦岑吉地區(Svartsengi)之地熱發電廠,因此2023年11月10日冰島已宣布進入緊急狀態,藍湖關閉,且不允許進入格林達維克,當地觀光事業遭受嚴重衝擊。2023年11月14日,格林達維克鎮至少 3,700人預防性疏散,格林達維克附近的所有道路均已關閉,為可能發生的火山爆發做好準備[7]。

圖1、冰島雷克雅內斯半島於2023年11月16日之地震活動資訊(資料來源:冰島氣象局)[2]

圖2、冰島格林達維克地區之岩脈侵入圖(資料來源:冰島氣象局與Nature.com)[3, 4]

圖3、冰島雷克雅內斯半島地區道路出現裂縫(資料來源:BBC與VolcanoDiscovery)[5, 6]

二、火山爆發可能影響範圍

根據冰島氣象局評估報告指出,火山噴發後,造成的熔岩流會造成基礎設施破壞,也會伴隨大量氣體污染,如二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)以及硫化氫(H2S)等,將會造成人類與動物之健康危機。火山爆發可能影響範圍將取決於裂縫位置與城鎮暴露在熔岩流中的程度,因此冰島氣象局透過熔岩數值模擬,掌握火山災害風險區,如圖4[7]。圖中標示三種顏色範圍,橘色為危險區A,代表地震活動造成的危險區域;紅色為危害區域B,係指由於火山噴發可能造成的影響區域,包括地面突然裂開、熔岩流以及危險氣體污染;紫色為危險區C,與B區一樣,代表火山爆發的危險性增高,地殼突然裂開與危險氣體污染所造成之的危害性更大。紫色區域是最高危險區域,包括格林達維克鎮東北部的哈加費爾(Hagafell),此區域逃生路線需暢通,進入此區域需配備氣體監測儀及防毒面具。

圖4、冰島火山噴發造成之格林達維克鎮衝擊範圍(資料來源:冰島氣象局與IcelandMonitor)[8]

三、持續監測地表面狀況

為持續監測格林達維克與斯瓦岑吉地區的地震活動與地表變形狀況,冰島氣象局透過高解析度航空觀測、衛星雷達影像以及地面GPS衛星定位觀測等,密切測量與關注岩漿在地下移動時地面的變化。圖5顯示為2023年11月18日至19日的COSMO-Skymed雷達影像,干涉圖資料顯示,受岩漿侵入影響,斯瓦岑吉地區附近(如圖中的橙與紅色範圍)有明顯的地面隆起(crustal uplift)現象[3]。

根據冰島氣象局資料顯示,岩漿深度已上升達到地表下約800公尺處,地表處於不穩定性狀態,包括地面裂縫、地面隆起以及岩漿上升,火山爆發的可能性仍然存在。

圖5、冰島格林達維克地區之COSMO-Skymed雷達影像干涉圖(資料來源:冰島氣象局)[3]

因此,為能夠有效監測火山狀況,Live from Iceland網站平台[9],整合冰島氣象局的火山與地震相關資訊,並透過網路攝影機(webcam),可全面掌握火山的最新狀況(圖6),有助於火山災害預警的即時監控。

圖6、冰島雷克雅內斯半島之即時火山資訊(資料來源:Live from Iceland)[9]

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