雨雪的这些“暗箱操作”你知道吗？

苏溪

地球上水循环将水分输送到各地，降雨和降雪是其中重要的环节。但是降雨和降雪有时也具有破坏性，比如引发洪涝灾害、暴风雪天气。然而，大自然系统的复杂程度可能是我们想不到的：雨雪除了制造我们看得见的自然灾害，它们有时还会来一些暗地里的操作，制造一些意想不到的自然灾害，这是怎么回事呢？

降雨浇燃了火山？

2018年5月，位于美国夏威夷的基拉韦厄火山发生猛烈喷发，大量的火山灰喷向天空，火山附近的地表出现新的裂缝，熔岩从裂缝中涌出。熔岩奔流入海，对海岸附近的海域造成了破坏，熔岩还涌向居民区，摧毁了数百栋房屋……

基拉韦厄火山喷发不是什么大新闻，因为它本来就是地球上最活跃的火山之一，这座火山底部有两个长期存在的熔岩湖。自1983年以来，它就几乎没有停止过喷发，只不过2018年，它突然一反“温和”喷发的常态，变得异常活跃起来。

尽管大多数人都认为基拉韦厄火山喷发没什么特别的，但是美国迈阿密大学的研究人员脑海里却闪现了一个问题：是什么导致基拉韦厄火山猛烈喷发？

由于无法对火山内部进行观察，因此无法获得直接信息。研究人员只能另辟蹊径，他们对基拉韦厄火山附近的天气和降雨的科学记录，以及基拉韦厄火山的长期监测数据进行了分析。探究火山喷发的原因，为什么要研究天气和降雨呢？

这种不寻常的操作虽然让人困惑，但是他们还真的找到了一些线索。研究人员将两百多年来，基拉韦厄火山的天气、降雨的科学记录和火山相关的数据加入模型中。结果他们发现，自从1790年以来，基拉韦厄火山大约60%的喷发时间是在雨季。而监测数据显示，恰好在这些时段火山内部的压力也有所升高。而当他们将基拉韦厄火山2018年的相关数据输入研究模型后，发现火山喷发前夏威夷有几个月降雨异常多，并且火山内部压力在喷发前和喷发期间都达到了50年来的最高水平，这最终导致了火山的大爆发。研究人员认为，这可能是大量的雨水渗入深层岩石的缝隙，使火山内部压力增大，迫使岩浆向火山口涌去，或者“开辟”新的“管道”，从而发生了猛烈喷发。

那么，强降水真的能够引爆火山吗？

这一新颖的观点并没有得到多数科学家的认可。因为促使火山喷发的最主要原因是火山内部的压力，虽然降雨对火山有一定程度的影响，但是其制造的压力不足以触发大爆发。导致火山内部压力增大应另有原因。

一组研究人员对2018年基拉韦厄火山喷出的火山物质进行了研究，他们发现，火山喷出的第一批物质曾在火山中停留了较长一段时间。而基拉韦厄火山一直处于活跃状态，为什么这些物质没有被及时喷出呢？研究人员认为，这些物质可能正是导致火山内部压力过高的“元凶”，它们可能堵塞了火山内部系统，使压力不断积累，当压力达到临界点时，火山就发生了猛烈的喷发，而首先冲出火山口的物质中就包括“堵塞物”。因此，使基拉韦厄火山大爆发的原因可能是内部堵塞了。

看来，降雨可能并不是火山爆发的主要原因，不过，这个观点也为预测火山的研究提供了新线索。如今，科学家还不能准确预测火山爆发的时间、爆发的强度，最重要的原因之一就是我们对火山爆发的原因了解不够，如果能综合所有可能导致火山爆发的原因，或许有助于准确预测火山爆发。

雨雪按下了地震键？

美国的圣安德烈亚斯断层位于太平洋板块和北美洲板块的交界处，它就像地表上一条长长的疤痕，绵延约10 0 0千米。由于板块的相互作用，断层附近经常发生地震。而引发地震的原因五花八门，比如海潮的冲击。

早在2002年，科学家就发现潮汐引发水下火山的震动，而在2004年，科学家又发现，潮汐在一些断层上引发地震。随着地震仪越来越灵敏，分布越来越广，科学家们可以识别到震级更低、震源位于地壳更深处的微地震。2012年，科学家发现，圣安德烈亚斯断层居然也受潮汐的影响，在每天两次潮汐峰值时，微地震发生频率更高。而每个月的两次大潮期间，这个断层带的微地震更为集中。科学家认为，这是因为在潮汐的作用下，海水来回晃动，在潮汐峰值时，海水对太平洋板块的冲击，使其向北美洲板块弯曲，两个板块的相互作用引发了微地震。

2017年，美国加州大学伯克利分校的地震学家还发现，冬季的雨雪竟然也能导致断层附近微地震增多。雨雪是如何引发地震的？这或许是因为“季节性负荷”。所谓的季节性负荷，简单来说就是雨季的降雨和冬季的积雪对地壳的压力。

地震学家们收集了分布在加州的600多个GPS传感器的数据，测量了圣安德烈亚斯断层线的垂直运动，以追踪季节性负荷导致的变化。这些传感器非常灵敏，能够探测到地面的轻微下沉和上升。根据数据，他们计算了断层不同位置的压力在不同季节的变化，并对比2006年到2015年之间的3600次5. 0级以下的地震。最终，他们总结出了一个规律——在冬季到春季，由于积雪、湖泊和水库里的水聚集起来，圣安德烈亚斯断层附近的地壳会在重压下下沉，其中早春时节，地壳下沉的幅度最大;随着夏季的到来，积雪融化、水位降至最低时，地面就会反弹，恢复到原来的样子。就在这一沉一升之间，小型地震就出现了。看来，冬季的雨雪确实与微地震有关。

那么，这项研究的结果能用于预测地震吗？恐怕不行，不过它能够让我们了解小型地震和地震对地壳的破坏过程，而通过对这些知识和数据的积累，可能有助于我们对断层附近的地震的危险性做出更准确的评估。更重要的是，随着全球气候的变化，一些地区冬天雨雪更多，夏季更干旱，如果这些地区正好是地震高发区，那么这些变化或许会对地震的发生造成影响，那么了解雨雪与地震之间的关系就很重要了。

如今，盡管科技有了很大的发展，但是地震和火山爆发仍无法准确预报，但是这些自然的猛兽作恶起来又会造成严重的破坏，因此科学家们从未停止对它们的研究，不断挖掘引发这些自然灾害的各种原因，研究这些灾害发生的过程，而这些新的发现和研究将有助于未来人类对这些自然灾害的预报。