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北欧对破坏生态环境自然灾害的研究

发布人:  发布时间:2021年10月25日 09:33:45  浏览量:

北欧对破坏生态环境自然灾害的研究

一、火山喷发现象研究的新成果

(一)观察与预测火山喷发的新信息

1.观察火山喷发现象的新进展

⑴看到冰岛艾雅法拉火山数日来持续喷发。2010324日,国外媒体报道,320日,冰岛南部埃亚菲亚德拉冰盖冰川下的艾雅法拉火山,在沉寂了近190多年之后再次开始喷发。到22日,它继续向外喷涌岩浆和火山灰。随着熔岩和蒸汽喷向空中,地面也随之出现了几次轻微震动。

艾雅法拉火山的喷发,提高了人们对附近卡特拉火山大规模喷发的担忧。卡特拉火山是冰岛的主要火山,科学家表示历史证明卡特拉会紧随艾雅法拉的脚步,何时喷发只是一个时间问题。它一旦喷发,将对当地甚至全球产生重要影响。

科学家表示,曾经的卡特拉火山喷发导致了亚马逊流域洪水,房屋大小的巨石从峡谷滚落到公路。卡特拉火山最近一次大规模喷发出现在1918年,一小时后便引发洪水,给附近居民的生命构成威胁。

目前,在艾雅法拉火山喷发之时,至少500人被迫撤离。虽然绝大多数人已经重返家园,但当局仍在等待科学评估报告,以确定人们选择留下是否安全。目前,距离火山最近的14家农场的居民,已接到撤离通知。

冰岛位于大西洋中部洋脊一个面积巨大的火山多发带。历史上,地震活动经常导致冰岛火山喷发。与地震一样,预测火山何时喷发也是一个科学难题。

⑵捕捉到冰岛艾雅法拉火山的喷发景象。2010329日,美国国家航空航天局官网报道,2010320日,冰岛艾雅法拉火山在沉寂了190多年后再度喷发。该局“地球观测1 号”卫星近日捕捉到火山喷发时所形成的熔岩喷涌、熔岩流、火山灰羽状物以及水蒸汽等壮观景象。

在冰雪覆盖的艾雅法拉山顶峰以西的山隘中,裂开了一条长达500米的裂缝。裂缝中喷涌出炽热的熔岩,这些熔岩迅速在火山口附近堆积起数座充满泡沫的火山岩小山。一条熔岩流向东北方向漫延,并流入赫伦纳吉尔山谷。

2010324,“地球观测1号”卫星上先进的陆地成像仪,拍摄了一张自然色调图片。它显示出火山喷发所形成的熔岩喷涌、熔岩流、火山灰羽状物以及冰雪蒸发所形成的水蒸汽。在图片中,熔岩喷涌呈橙红色。对于10米分辨率的“地球观测1号”卫星来说,刚好可以看得到。裂缝周围的火山渣锥呈黑色,而流向东北方向的熔岩流也呈黑色。白色的火山气体,从火山出口处和喷出的熔岩中释放出来。当炽热的熔岩遇到冰雪时,会产生大量的水蒸汽,形成巨大的水蒸汽羽状物。

在艾雅法拉火山大规模喷发之前,曾经出现过一些预兆。从三月上旬开始,当时发生了一系列的地震。随着时间的推移,地震造成地面不断抬升,火山附近的地面升高了至少40毫米。这些都在暗示,火山岩浆正在地面之下不断向上运动。这次火山喷发至少已持续到326日,甚至有可能会持续数月之久。

此前,该地区的火山喷发,曾引起冰川融化并导致洪水爆发。不过,当前这次火山喷发,融化的只是冬季积雪,而不是永久性冰川。从历史上看,过去几次艾雅法拉火山喷发之后,往往随之而来的是附近的卡特拉火山更大规模的喷发。但是,目前还没有出现卡特拉火山活动的迹象。

2.预测并持续观察火山现象的新进展

⑴预计冰岛火山喷发的持续时间不会太长。2010418日,冰岛日报《指示》报道,17日晚火山上空天气转晴,地质学家得以更清楚地观察火山。他们认为,冰岛第五大冰川埃亚菲亚德拉冰盖冰川下的火山喷发,不会持续太长时间,可能会在几天之内结束。

目前,造成欧洲空中交通瘫痪的火山仍在全力喷发,并伴有雷电。火山烟尘仍在大量生成之中,但火山喷发引发的山洪已基本趋于稳定。据估计,这座火山喷发以来约有1亿至1.5亿立方米的冰川被融化,除流下山谷的融水导致山洪,流入火山口的融水则激化了喷发。

冰岛民防局派出12支救援队,共160名救援人员到受灾地区协助农户保护家畜和家园。火山附近地区的全体居民,还受邀于18日下午出席民防局和地方政府组织的灾情讨论会。

因众多外国旅客滞留在冰岛,冰岛航空公司决定18日专门安排5次航班,飞往挪威北部已开放的特隆德赫姆机场。

⑵冰岛火山喷发活动显著下降。2010523日,英国广播公司报道,最新测量结果显示,一个多月来,对航空造成严重影响的冰岛火山喷发活动显著下降。

冰岛著名地球物理学家戈德曼松说,星期天早些时候的热相机录像显示,冰岛火山喷火口的温度,已经下降到100℃,这意味着喷出的只是蒸汽了。但是他提醒说,现在断定该火山喷发完全结束仍然为时太早。

(二)监察火山喷发物的新信息

1.监察火山灰扩散范围的新进展

冰岛火山灰已扩散到大西洋上空。2010416日,美国国家航空航天局官网报道,冰岛艾雅法拉火山近日持续喷发。20104月中旬,这座火山喷出的火山灰和蒸汽所形成的羽状物,已飘散到北大西洋上空。415日,该局“泰拉”卫星捕捉到北大西洋上空浓厚的火山灰羽状物。

北大西洋上空的火山灰,严重影响了附近地区的航空系统,导致英国、爱尔兰、法国以及斯堪的纳维亚半岛各国被迫关闭当地机场。机场的关闭又进一步引起连锁反应,其他国家进出该地区的航班也纷纷被迫取消。各国政府均无法承诺机场究竟何时能够重新开放。据了解,在未来数日内,火山灰漫延所带来的威胁,将可能会导致更多机场的关闭。

2010415,“泰拉”卫星上的中分辨率成像光谱仪,拍摄到北大西洋上空火山灰羽状物的自然色调图片。位于冰岛南部火山喷出的火山灰和蒸汽所形成的羽状物,正在向东方及东南方向吹去。这片羽状物吹过法罗群岛,然后在设得兰群岛附近轻微转向北方。羽状物呈棕褐色,这表明其中火山灰的浓度很高。

与植物燃烧后所形成的松软灰质不同,火山灰由许多大小不等的岩石颗粒组成。一旦火山灰被吸入飞机的发动机涡轮中,这些物质极易引起发动机故障。然而,飞机上的气象雷达根本不可能探测到这些火山灰。

艾雅法拉火山是一个成层火山,高度大约为1666米。2010320日,它开始了190年来的首次喷发。这次喷发形成了一条长达500米的裂缝,并产生了壮观的熔岩喷涌。熔岩喷涌沿着火山口堆积起数座充满泡沫的火山岩小山。

2.监察火山蒸汽和气体喷发物的新进展

发现火山喷发物中出现罕见蒸汽圈。2010524日,国外媒体报道,冰岛艾雅法拉火山自此次喷发以来,似乎仍然没有休止的迹象。一个地质研究团队在考察艾雅法拉火山时,竟然拍下了一组神奇的火山喷发景象。火山喷发物在空中形成了一个罕见的蒸汽圈。

早在2000年,火山摄影师也曾在意大利埃特纳火山上空拍摄到相似的场景。但是除了照片资料外,关于这种蒸汽圈的形成原因至今仍然是个谜。研究人员认为,这种现象,极有可能是蒸汽和气体喷发物,从狭窄的火山喷发口喷出时所形成的,就好似从吸烟者嘴中吐出的烟圈。

研究人员介绍说,“该蒸汽圈在消失之前,大约持续了5分钟左右。艾雅法拉火山,在过去大约一个月内,仅仅喷出了一个可以观测到的蒸汽圈,这表明这是一种极端罕见的现象。能够观测到它,我感到非常幸运。”

(三)监察火山移动与喷发顺序的新发现

——监测研究发现火山先移动再喷发

2014113日,冰岛大学的地球物理学家丝格润·赫雷斯多蒂尔领导的一个研究团队,在《自然·地球科学》发表论文称,他们通过监测设备研究发现,火山喷发前,其所在地面会发生明显移动。

研究人员表示,20115月,在冰岛格里姆火山喷发前1小时,安置在其两翼的全球定位系统(GPS)设备显示地面发生了明显的移动。这些数据被实时传输给火山学家,不仅揭示了即将发生的火山喷发,并有可能暗示这次喷发的规模。

赫雷斯多蒂尔认为:一个GPS站点不但能够告诉你这里有一座不安的火山,甚至还包括火山的喷发,以及火山灰能够到达的高度。

了解即将发生的火山喷发,将能够帮助紧急救援人员通过关闭道路,或疏散附近居民,从而为迎接灾难作好准备。而搞清火山灰能够喷发到何种高度,则能够帮助航空公司判断它们是否需要选择其他的航班,乃至关闭机场。

近一个世纪以来,冰岛最大的火山爆发事件,是2011年的格里姆火山喷发,它喷出了高达20千米的火山灰,致使英国部分地区的航班临时停飞。而就在此1年前,冰岛艾雅法拉火山喷发,导致了相关国家的部分航班停飞,由此造成的经济损失超过数百万欧元。那次火山爆发喷出大量火山灰云团,有超过10万趟班机和800万乘客受到影响。

格里姆火山是冰岛最活跃的火山,但科学家却很难对其进行监控,原因在于该火山被埋藏在一个巨大的冰原下方。该研究团队把一个GPS站点设置在一个罕见的岩石露头上,该露头之所以没有被冰层覆盖,是因为一个地下通道将地热输送至地表所致。研究人员发现,在火山喷发前不久,地面开始移动,最终的距离超过了半米。

利用描述一个地下岩浆库物理特性的方程,研究人员将GPS测得的地面移动数据转化为岩浆库内部压力的变化信息。这反过来又与来自喷发的火山灰能够达到的高度紧密相连。

赫雷斯多蒂尔说:如果你在一个气球中装满了水,并使劲挤压气球,那么水从气球中喷出的高度,应该与你的力度紧密相关。她接着说:这似乎非常简单,但之前我们一直无法对其加以证明。

地震仪器能够探测到一次即将发生的火山喷发,这是缘于地震通常会在这些地质事件发生之前迅速出现。但赫雷斯多蒂尔表示,只有GPS数据能够表明,即将到来的火山喷发的实际规模。

这项工作,能够被一些遥远的火山证明是有用的,例如那些位于美国阿拉斯加州阿留申群岛上的火山,在那里只有少量的摄像头用于监视是否发生火山喷发。而飞行员在飞越北太平洋时,常常不得不猜测这里是否有火山灰需要他们避让。

然而,最大的挑战可能是如何安装正确的GPS设备。美国加利福尼亚州斯坦福大学的地球物理学家保罗·西格尔指出,这项技术需要一类更为昂贵的GPS站点。并且,近乎实时地获得数据流反馈,依然相对困难。包括阿拉斯加州在内许多火山观测站,近些年来,正在流失人才和资金。

如今,赫雷斯多蒂尔正希望观测另一场冰岛火山喷发事件,从而证明GPS能够用来进行预测工作。她说:我们需要另一场火山喷发,来证明自己是正确的。

格里姆火山位于冰岛的东南部,是冰岛最活跃的火山之一,自20世纪20年代以来已多次喷发。格里姆火山位于约12米厚度的瓦特纳大冰川地底下。火山不断加热覆盖在它上方的冰层,让其融化成水层,填补了冰川和火山之间的空隙。这层水层给火山施加压力,使火山处于一个稳定的状态。随着地底冰川融水的流出,火山所受到的压力也逐渐减轻,火山的熔岩则会跟着溢出到地表。

二、火山灾害影响研究的新成果

(一)研究冰岛火山灾害影响的新信息

1.探索冰岛火山引发相关灾害的新进展

⑴冰岛火山再度喷发融化冰川引发洪水。2010415日,美国国家地理网站报道,冰岛艾雅法拉火山413日再度喷发,由于这次喷发是在表面覆盖积雪的区域,融水迅速汇成洪流,使当地河水水位最多上升3米左右。鉴于此,冰岛当局已经疏散了附近数百居民。

在一张冰岛海岸警卫队摄于2010414日的航空照片中,顶部覆盖冰川的冰岛火山不断往外喷射蒸汽形成烟柱。最新喷发始于413日,当天,临近的一座无冰火山口的熔岩喷涌强度正在减弱。火山喷发散发的热量,令覆盖在火山口上200米厚的冰川迅速融化,这个火山口是艾雅法拉火山的一部分。

据冰岛大学地球科学研究所的地球物理学家帕尔·埃纳森介绍,由于担心火山喷发引发洪水,冰岛当局在最早发现第二次喷发的迹象以后,就疏散了附近约800名居民。初步报告显示,冰川融化造成当地河水水位最多上升3米。据悉,一条重要交通干道已被关闭,融水继续汇入附近大海,截至414日,尚无人员伤亡的报道。

414,冰川融水穿过冰岛平原向海洋汹涌而去。据科学家介绍,前一天的火山喷发强度,是3月份艾雅法拉火山无冰区喷发的1020倍,由于这次喷发位于冰川下面,使得艾雅法拉火山顶端的一座冰川迅速融化。

414日拍摄的航空照片中,融水沿着冰岛艾雅法拉火山附近冰川的裂缝汇入下方的峡谷,当时,一个新火山口开始从冰川下面喷发。艾雅法拉火山曾在2010320日首度喷发,壮观的熔岩喷射到半空,而熔岩如涓涓溪流沿着狭长的裂缝流下,当天向外喷发熔岩的火山口顶部无冰。那次喷发,也是艾雅法拉火山近200年来首次喷发,形成了数个新火山口和一个27层楼高的巨型锥形岩石。

⑵提出要密切关注其他火山可能被唤醒。2010418日,新加坡《联合早报》报道,冰岛专家表示,正在喷发的火山逐渐衰弱,但冰岛近期还可能有其他火山爆发。据悉,冰岛是全球火山活动最活跃地区之一,但冰岛人似乎已习以为常,大多表现平静。

冰岛大学地球物理学家赫雷斯多蒂尔表示,因岩浆流入速度赶不上喷发速度,埃亚菲亚德拉火山其实正在衰退。她说:“我们很快就能看到变化。”

这起火山爆发是冰岛一个月来第二次火山爆发。上次的霍尔斯沃德吕尔火山喷发持续了三周,赫雷斯多蒂尔认为,此次火山喷发持续时间可能与上次相仿,但她同时承认,无法准确预计喷发停止时间。

上次火山喷发结束仅数小时,埃亚菲亚德拉火山就开始爆发。赫雷斯多蒂尔表示,岩浆活动很可能影响到其他岩浆囊,引发新的火山爆发。

有专家担心,这次火山活动,可能唤醒冰岛最危险的卡特拉火山。卡特拉火山和埃亚菲亚德拉火山距离很近,而霍尔斯沃德吕尔火山就在两火山之间。赫雷斯多蒂尔说,卡特拉火山很有可能爆发,他们正密切关注该火山,但目前还未探测到任何活动迹象。

冰岛及其周边的活火山有35座之多,而冰岛本身仅有约160公里长,97公里宽。美国阿拉斯加火山观测站负责人韦托马斯说:“因它所处的位置,冰岛是全球火山活动最活跃的地方之一。”他表示,这里火山喷发经常发生,只是这次带来的影响面更宽,火山灰随风飘到了欧洲上空。

据知,冰岛火山活动活跃有两大原因。一是由于冰岛是地理上的过热点,这里地幔内岩浆与地表距离,比地球绝大多数地方都近。另一原因则是,冰岛位于大西洋洋中脊上,地球两大板块在这里互相挤压。这两大原因造成冰岛地壳脆弱,利于火山喷发。

航班大量取消则是因火山灰缘故。与焚烧树叶造成的有机灰尘不同,火山灰实质是极细小的石头和晶体粉末,这些粉末不但会阻塞飞机发动机,还会划伤腐蚀飞机玻璃和金属,对飞行安全造成威胁。

不过,虽然此次火山爆发对欧洲影响严重,冰岛当地人却大体保持平静。农场主皮特森说:“为什么要恐慌?反正又不能控制它。在冰岛,不是这里有地震,就是那里有火山,这些都很危险。但既然生活在冰岛,这些就都是预料之中的。”

冰岛人的沉着可说是性格使然,多少年来,他们就生活在这个由火山喷发形成,又常遭北大西洋暴风侵袭的岛屿上。但另一重要原因,则在于精心的准备,冰岛当局发给居民的应急手册厚达210页,里面详细列明了火山爆发后不同地点可能发生的情况,以及应对措施。当局还通过实时摄像机监控冰盖下的火山活动。当地警方表示,一般而言,当地居民都能提前两个小时获得警报。

2.探索冰岛火山对欧洲航空业影响的新进展

⑴冰岛火山再度喷发严重影响欧洲空运。201058日,国外媒体报道,冰岛埃亚菲亚德拉冰盖火山再度剧烈喷发,形成的烟尘向南蔓延,严重影响葡萄牙、西班牙和法国航空运输。

葡萄牙国家航空管理局发表公报说,由于冰岛火山灰南飘至葡萄牙领空,导致当天4座机场取消137个起降航班。公报说,首都里斯本国际机场当天有33个航班取消;北部波尔图国际机场取消38个航班;南部法鲁国际机场受影响最大,有60个航班被取消。另外,亚速尔群岛上的保罗二世机场有2个航班取消,飞往葡萄牙马德拉岛的4个架次班机停飞。

西班牙8日关闭北部地区19座机场,包括交通枢纽巴塞罗那数座机场,取消超过400架次航班,致使将近4万名旅客滞留。西班牙交通部门说,交通部门将加开公交车和客船,在列车上加座,以缓解交通压力,帮助旅客顺利抵达目的地。

法国气象专家罗克珊·德西雷说,眼下西班牙和葡萄牙沿海形成低压,火山灰正向欧洲西南方向飘移。气象部门难以预测火山灰能否在戛纳电影节开幕前消散。第63届戛纳国际电影节定于512日至23日举行。

欧洲航空安全组织说,火山灰云团笼罩大西洋北部,致使大批航班改道、取消或晚点。每天近600架次航班飞越大西洋。大约40%航班8日被迫绕飞西班牙,其余改道格陵兰。

冰岛埃亚菲亚德拉冰盖火山414日大规模喷发,火山灰迫使欧洲多国关闭机场,航空业遭受巨大损失。这座火山5月初再度剧烈喷发。

⑵冰岛火山群恐影响欧洲航空业数十年。2010517日,台湾《联合报》报道,冰岛艾雅法拉火山持续喷发,“高密度”的火山灰云,往南飘向英国和爱尔兰,爱尔兰都柏林机场、英格兰北部、苏格兰和北爱尔兰的机场516日被迫关闭,科学家指出,艾雅法拉火山爆发可能持续两年,而冰岛火山群的活跃活动,可能影响欧洲航空业几十年。

都柏林机场从516日晚上7点关闭到隔天上午9点。北爱尔兰所有机场自16日下午1点关闭,英格兰北部的曼彻斯特和利物浦等机场、苏格兰的普莱斯特维克机场也关闭。欧洲最繁忙的伦敦希斯洛机场仍开放,但未来3天有可能关闭。

根据气象预报,在18日之前,火山灰云可能飘到伦敦地区,届时包括希斯洛、盖维克、卢顿及史坦斯德等位于伦敦的机场可能关闭,数百万旅客将受影响。

英国杜伦大学火山专家杰拉姆说,冰岛艾雅法拉火山爆发可能持续几周,但唯有大规模爆发,且风往欧洲空域吹,才会影响空中交通。

布里斯托大学地球科学家史巴克斯说:“每座火山都有它的性格,艾雅法拉火山在1612年和1821年爆发过,1821年持续爆发15个月,因此没有理由认为这次不会持续那么久。”

科学家整理过去1100年冰岛205次火山爆发的时间,发现火山爆发有固定周期,过去50年的静止期已结束,现在接近火山爆发高峰期。爱丁堡大学火山专家梭达森指出,冰岛至少还有3座大火山很可能大爆发。这3座火山都比艾雅法拉火山来得大。

3.探索冰岛火山影响巨大原因的新进展

揭示导致冰岛火山喷发影响巨大的三大原因。20105月,国外媒体报道,冰岛大学地球科学研究所教授英伊·比亚尔纳松日前在接受记者采访时认为,此次冰岛火山喷发之所以产生巨大影响,主要有三方面原因:火山灰颗粒比以往更细、风向异常稳定以及现代航空业对飞机安全飞行要求越来越严格。

比亚尔纳松说,火山灰产生必须具备一些必要条件,其中之一就是火山坑里必须积蓄大量水。没有大量水的参与,就不会有剧烈爆炸发生。正是剧烈的爆炸将火山熔岩携带的部分物质变成了火山灰,使其在空中飘散。414日开始喷发的火山正好位于冰岛埃亚菲亚德拉冰盖冰川中间正下方,大量的冰受热后融化成水,满足了火山灰产生的一个重要条件。与以往其他火山喷发的火山灰相比,这次火山灰颗粒更细小,到高空后,飘散得更远。这是本次火山喷发产生巨大影响的第一个原因。

比亚尔纳松说,第二个原因是,在这次火山喷发期间,风向非常稳定,致使欧洲多个机场纷纷关闭,造成巨大损失。

他认为,第三个原因是,现在的飞机发动机越来越先进,使得现代航空业对飞机安全飞行要求日益严格。例如,1947年,冰岛赫克拉火山喷发产生的火山灰规模,与这次火山喷发大体相当,但当时的飞机发动机对火山灰的敏感程度不如现在的飞机,所以没有出现今天的局面。

一些专家担心,目前正在发生的火山喷发活动,有可能引起附近卡特拉火山在不久的将来喷发,并且强度要大得多。对此,比亚尔纳松说,冰岛大学地球科学研究所科学家迄今没有发现卡特拉火山有任何喷发迹象。

他认为,要说卡特拉火山会喷发,如果指几百年或上千年的时间,那么,这种说法无疑是正确的。至于卡特拉火山喷发后的火山灰到底是比这次多还是少,从科学上讲,这是不确定的,不能匆忙下结论。

目前,埃亚菲亚德拉冰川附近的火山仍在喷发,但比较稳定,势头趋向减弱。科学家估计,喷发还将持续一段时间。

(二)研究远古火山灾害影响的新信息

1.研究称远古超级火山爆发导致90%生命灭绝

200926,《探索》杂志报道,挪威奥斯陆大学科学家赫里克·斯文森领导的一个研究小组,发表研究成果称,西伯利亚偏远的森林是被人们遗忘的荒蛮之地,在苏联时期它曾被西方人看作是避之不及的恐怖地方。现在,他们研究认为,一位“古代杀手”就隐藏在这里。他们开始分析这里一座2.5亿年前大爆发的火山,据信,这次爆发导致地球上90%的生命灭绝。

据报道,研究人员对西伯利亚地盾火山的研究,已经有些年头了。他们认为,占地约为阿拉斯加州面积的西伯利亚地盾火山岩,在全球变暖并导致二叠纪末生物大灭绝发生中扮演着重要角色。这是有史以来地球上最大的生物灭绝事件,现在,以该研究小组进行了一系列实验,他们发现,西伯利亚地盾火山在其20万年活跃期间,拥有一座充满致命武器的“兵工厂”,其中的首要武器是碳。

西伯利亚地盾火山喷出的灼热岩浆,流入西伯利亚西部的通古斯盆地,该地区沉淀着厚厚的煤、石油和天然气。熔岩的热度烘烤着这些碳氢化合物,把该区域变成世界上最大的燃烧化石燃料的车间。西伯利亚地盾火山,可能已向空中喷射多达100万亿吨的碳,而人类每年排放到大气中的碳才80亿吨左右。

这足以造成全球气候灾难。但是,研究小组还想知道,如果熔岩渗透该区域丰富的盐层后会发生什么。在实验室,把盐加热到275℃,会生成以甲基氯为主的大量毒气,甲基氯是一种有效的臭氧“杀手”。斯文森说:“它是第一份二叠纪末期臭氧耗尽的地质现实证据。”

但是,麻省理工学院的琳达·坦顿称,关于这一发现,还有很多不确定之处。她说:“有证据显示,在这时期的化石记录中存在大量基因突变。”可能是臭氧层受损后紫外线照射的结果。但是,坦顿说:“这种臭氧破坏者的理论相当新。问题是,火山爆发是否足以强大到把气体喷入同温层。”

答案可能来自对遍布通古斯盆地的众多管状结构的分析研究。这些管状结构直径一般在300米左右,斯文森研究小组相信,这些管状物,是碳和氯混合的致命气体喷入大气后留下的古代火山坑。

2.揭示远古火山活动导致气候寒冷

20151211日,丹麦、英国和德国相关专家组成的一个国际研究团队,在《自然·通讯》杂志网络版上发表报告说,侏罗纪期间北半球出现一段持续较长时间的寒冷期,这一温度变化事件,或许是大规模的火山活动引起洋流变化所导致。

距今1.5亿年至2亿年的侏罗纪,是一个地质时代,界于三叠纪和白垩纪间。研究人员利用贝壳化石等,重构了那个时期的相关温度变化情况,并基于这些数据,对寒冷期的成因进行了深入分析。

研究人员发现,这一持续数百万年的寒冷期,与一次大规模的火山活动在差不多时间出现,直到火山活动逐渐沉寂下来,温度才有所回升。

他们认为,火山活动带来的地质变化,影响了那些穿越远古大陆的水道,使洋流移动受限,阻碍了热量通过洋流从赤道传导到北极,这是北半球出现寒冷期的重要因素,并非大气中二氧化碳含量变化所致。

三、其他自然灾害防御研究的新成果

(一)地震灾害防御研究的新信息

——发现可用地球化学信号预测地震

20149月,一个研究冰岛地震的研究小组,在《自然》杂志上发表论文称,他们研究发现,在冰岛两场地震发生前,附近地下水中的地球化学信号发生了显著变化。据此,他们认为,可以利用这种地球化学信号变化来预测地震。

长期以来,地震学家一直渴望预测可能发生的地震。过去的研究显示,地震前兆,包括电磁场强度、氡水平,甚至动物行为等都会发生变化,但一直缺乏充足的证据。

现在,科学家以冰岛两场地震为案例进行分析。201210月,在冰岛Húsavík-Flatey断层附近,发生了一场5.6级的地震。20134月,在冰岛Grímsey Oblique断裂带,又发生了一场5.5级的地震。

在这两场地震发生前数月,研究小组从地下100米深的钻孔中测试地下水发现,氢同位素比值和钠水平急剧上升。研究人员认为,这些地球化学信号的变化,可能是由岩石扩张引起的。这种扩张以及和扩张有关的微裂缝,可能引起地球化学性质异常。根据这一新发现,再参考其他相关变化,可能提前数月就会预测到地震的发生。

(二)加强水陆自然灾害监测的新信息

1.加强水中自然灾害监测的新进展

研制出用于探测海洋灾害及环境变化的水下无线技术。200710月,有关媒体报道,瑞典国防研究机构雇佣800名全职科学家,从事国防和安全领域的科学研究与技术创新活动。目前,国防研究机构已开发出一种水下无线技术。它经测试,可准确进行气象状况、海洋污染和地震等方面的预报。

报道称,这种新开发的水下无线技术,最初是为军事目的开发的。它比传统的回声技术,有很大的改进。传统的回声技术,存在水下数据传输速度慢等缺陷。在欧盟的赞助下,它进行了探测海洋灾害及环境变化等测试。

据介绍,这种无线技术能够用于准确预报地震,跟踪水下气候状态,监视海洋污染和气候变化,以及帮助石油和天然气行业进行勘探。无人驾驶水下航行器,还能够每周7天每天24小时,监视海洋的广阔区域。这种新技术,能够传输图像、电影和声音,而且传输速度很快,能够显著减少大规模计划的成本。

2.加强陆上自然灾害监测的新进展

开发出监测森林火灾的新技术。20195月,国外媒体报道,瑞典皇家理工学院宣布,该校一个研究小组与加拿大不列颠哥伦比亚省自然资源和农村发展部研究人员合作,开发出一种利用卫星数据和机器学习的新技术,用于更有效的监测森林火灾并分析灾后损害。

2018年瑞典北部森林曾发生严重火灾,由于当时用直升机和无人机采集光学图像、GPS位置及其他火灾信息,效率低、时效性差,对森林灭火指引效果不佳。

该研究团队开发的新技术,以美国国家航空和航天局的装备红外光传感器、雷达系统的欧洲航天局哨兵-1卫星、哨兵-2卫星、地球资源卫星、可见光红外成像辐射仪及中分辨率成像光谱仪24小时免费开放数据为基础,通过深度人工卷积神经网络机器学习技术,来分析计算目标区域火灾前后图像之间的比率对数,然后把结果转化为二进制图像,以区分燃烧区域和未燃烧区域,从而更准确的获得火灾位置、燃烧程度等信息。

20172018年间,这个瑞典与加拿大合作研究团队,追踪分析500多起森林火灾,对此技术进行了验证改善。瑞典民事应急局将于近期将此纳入火灾监测新手段,以进一步检验其实际效果。