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2019-09-01火山之歌—聽聽他們的鳴唱與心跳
597 期
Author 作者
林正洪／中央研究院地球科學研究所。
再噴發的可能性──火山的死活
過去歷史上曾經發生過許多火山災害，如2000多年前義大利古城龐貝（Pompeii），因維蘇威火山（Vesuvio）毫無預警的噴發，瞬間完全被毀滅。近期2010年冰島火山噴發，大量火山灰散布在歐洲上空，迫使許多機場關閉，觀光及商務旅客大量滯留機場外，航空貨運也大受影響。根據歐洲航空安全組織表示，短短幾天內，歐洲航空公司停飛的規模就已超過911恐怖攻擊，為第二次世界大戰以來最大規模航空業停飛事件，估計經濟損失達數十億歐元。
雖然地球上依舊存在許多火山，但是並非每個火山都有可能再度噴發。為評估每一個火山再度噴發的可能性，科學家利用多種不同的標準來界定火山種類，主要包括活火山、休火山與死火山：所謂活火山，就是未來具有再度噴發的可能性；反之，死火山代表未來完全不可能再噴發了；而休火山則是介於兩者之間，即目前沒有足夠的科學證據來說明它是死火山還是活火山。
從防災的角度來看，如何認定「活火山」是人類最關心的目標。首先，科學家可以依據經驗法則去分辨火山種類：若一個火山在過去1萬年內曾經有噴發紀錄，建議考慮它是個活火山。除此之外，也可以依據現象法則來判斷：如果在火山的下方可以找到岩漿庫，也應該考慮它是個活火山。
臺灣也有活跳跳的火山？
根據上述的經驗法則與現象法則來做判斷，臺灣北部的大屯火山群與宜蘭平原外海的龜山島，應該都符合一般科學上活火山的定義。
首先來探討一下龜山島上的火成岩，該岩石的熱螢光定年（thermoluminescence dating）結果證實，7000年前曾經有火山噴發紀錄。而大屯山地區火山灰定年研究也發現到，最後一次噴發可能為5000~6000年前。如此，龜山島與大屯火山群就已經符合國際火山學會，一般認定活火山的經驗法則，即1萬年來曾有火山活動，通常便可歸納為活火山。
為進一步確定這兩個火山的活動性，最近筆者的研究團隊利用地震S波無法通過液態物質的原理，分別證明大屯火山群與龜山島都有岩漿庫存在，因此這兩個火山也都符合國際火山學會認定活火山的現象法則標準。
監測一座火山，看的是什麼？
雖然臺灣在人類歷史上沒有火山噴發紀錄，但未來因火山活動所造成的複合式災害也不能完全排除。這些火山是否有機會再次活動，不僅是值得研究的科學議題，更關係北臺灣居民的生命財產安全。
為增進我國對於火山觀測的能力及了解現有火山活動的現況，政府已經於2011年在陽明山國家公園內的菁山保育中心設置大屯火山觀測站，而主要的火山監測方法包括有火山地震活動監測、火山氣體與溫泉水的化學成份分析調查、地殼變形的量測、地溫監測與噴氣即時影像監測等。
圖一：大屯火山觀測站之各項監測示意圖。
目前主要即時監測方法的基本觀念如圖一所示。首先，當岩漿往上湧升或熱水系統壓力增加時，地殼常會膨脹隆起，地表產生明顯變形，這些外型變化可分別利用水準測量、GPS及傾斜儀等精密大地測量技術來量測。此外，只要有火山底下岩漿活動，大量的火山氣體就會釋放到地表上，故火山氣體及溫泉水的化學成份分析調查，也是大屯火山觀測站重要監測工作。......【更多內容請閱讀科學月刊第597期】