曾鼎
長(zhǎng)白山位于中國(guó)吉林省東南部,是中國(guó)和朝鮮的界山。長(zhǎng)白山最高峰的天池是著名的旅游勝地,也是松花江的發(fā)源地。長(zhǎng)白山天池實(shí)際是一座休眠火山。
但近年來(lái),朝鮮數(shù)次進(jìn)行核試驗(yàn),核爆地點(diǎn)至長(zhǎng)白山天池的直線(xiàn)距離僅100多公里,給這座休眠火山蒙上了一層陰影。
事實(shí)上,長(zhǎng)白山擁有一個(gè)龐大的火山群,由天池火山主火山口及周邊寄生火山組成。長(zhǎng)白山天池火山是亞洲大陸最大的活火山,也是中國(guó)大陸最具潛在災(zāi)害性噴發(fā)危險(xiǎn)的活火山。這座火山地處太平洋板塊與歐亞板塊俯沖地帶,是一座規(guī)模巨大的板內(nèi)層狀復(fù)式火山。
長(zhǎng)白山天池的火山運(yùn)動(dòng)歷史上曾經(jīng)十分劇烈,比如距今1000年左右的一次噴發(fā),是近兩千年來(lái)全球最大規(guī)模的火山噴發(fā)之一。當(dāng)年火山噴發(fā)的巖漿流奔涌了數(shù)十公里,強(qiáng)大的噴發(fā)柱沖進(jìn)大氣平流層,厚重的火山灰甚至覆蓋到了日本北海道。這場(chǎng)自然災(zāi)害直接危及周邊生態(tài)環(huán)境,也影響了全球氣候變化。
天池火山在中國(guó)明、清時(shí)期仍有噴發(fā)記錄,其最近一次噴發(fā)是1903年。但由于長(zhǎng)白山地處偏遠(yuǎn),而且作為滿(mǎn)族起源地,長(zhǎng)白山是清王朝的圣山,長(zhǎng)期被封閉,人煙稀少,火山活動(dòng)的破壞性不顯著。
但時(shí)至今日,隨著社會(huì)發(fā)展,尤其是旅游業(yè)的發(fā)達(dá),長(zhǎng)白山天池周邊地區(qū)的人口增加迅猛,遠(yuǎn)甚往昔。朝鮮方面在這樣一座火山附近的核試驗(yàn),影響非同小可。
朝鮮最近的一次核爆試驗(yàn)發(fā)生在2016年1月6日。核爆引發(fā)了一場(chǎng)5.1級(jí)的地震,中朝邊境震感明顯,吉林省境內(nèi)一所學(xué)校的操場(chǎng)甚至開(kāi)裂。
朝鮮頻繁的核爆試驗(yàn)是否會(huì)影響到長(zhǎng)白山的活動(dòng),甚至誘發(fā)災(zāi)難性的火山噴發(fā)?作為一座跨越中朝邊境的國(guó)際火山,長(zhǎng)白山天池火山近年來(lái)受到越來(lái)越多的國(guó)際關(guān)注,國(guó)際火山學(xué)界專(zhuān)家目前已經(jīng)展開(kāi)針對(duì)性的核爆影響研究。
韓國(guó)學(xué)者:核試驗(yàn)對(duì)長(zhǎng)白山構(gòu)成直接威脅
2016年2月17日,韓國(guó)首爾延世大學(xué)的地球系統(tǒng)科學(xué)系教授洪泰京(Tae-kyung Hong)等學(xué)者在國(guó)際學(xué)術(shù)刊物《科學(xué)報(bào)告》(Scientific Reports )雜志刊出在線(xiàn)論文,調(diào)查了朝鮮核爆試驗(yàn)對(duì)長(zhǎng)白山地質(zhì)活動(dòng)的影響。論文稱(chēng),“在一座活火山附近進(jìn)行地下核爆給該火山造成直接的威脅?!?/p>
洪泰京的論文稱(chēng),朝鮮核試驗(yàn)引發(fā)的強(qiáng)烈地震活動(dòng)將誘導(dǎo)較大的動(dòng)態(tài)應(yīng)力變化,進(jìn)而擾動(dòng)火山巖漿蓄積場(chǎng)所的巖漿囊(chamber of magma),加速火山活動(dòng)。據(jù)研究,核試驗(yàn)如果引起5到7.6級(jí)地震,可能造成長(zhǎng)白山巖漿囊發(fā)生數(shù)十至數(shù)百千帕的壓力變化。當(dāng)核試驗(yàn)引發(fā)7級(jí)規(guī)模的地震,長(zhǎng)白山巖漿囊所受的壓力峰值將達(dá)到120千帕。
洪泰京的這篇論文,是目前唯一公開(kāi)可見(jiàn)的朝鮮核爆影響長(zhǎng)白山火山活動(dòng)的研究。國(guó)內(nèi)一家科研機(jī)構(gòu)不愿意透露姓名的地質(zhì)學(xué)者告訴《鳳凰周刊》,除了韓國(guó)學(xué)者的研究,他沒(méi)看到中國(guó)國(guó)內(nèi)有朝鮮核試驗(yàn)對(duì)長(zhǎng)白山活動(dòng)影響的研究。他認(rèn)為,這樣的研究結(jié)果只要言之有物,其實(shí)挺好在國(guó)際學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表?!爸詻](méi)有,可能是因?yàn)閷?shí)質(zhì)影響太小,沒(méi)人感興趣。也可能跟有興趣做這樣研究的學(xué)者,很難拿到敏感的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有關(guān)?!?/p>
“這篇文章進(jìn)行了一系列假設(shè),其實(shí)質(zhì)是建立了一個(gè)模型,來(lái)研究核爆試驗(yàn)引發(fā)的地震可能帶來(lái)的影響?!敝袊?guó)地震局地質(zhì)研究所活動(dòng)火山研究室主任許建東告訴《鳳凰周刊》,洪泰京的文章經(jīng)過(guò)科學(xué)界的同行評(píng)議,發(fā)表在較高級(jí)別的國(guó)際學(xué)術(shù)期刊,自有其價(jià)值。不過(guò),這篇文章所設(shè)模型的準(zhǔn)確性還有待探討。
洪泰京沒(méi)有回應(yīng)《鳳凰周刊》的采訪(fǎng)請(qǐng)求。但實(shí)際上,韓國(guó)方面一直長(zhǎng)期關(guān)注長(zhǎng)白山問(wèn)題。韓國(guó)媒體DailyNK曾于2013年報(bào)道,長(zhǎng)白山千年前的噴發(fā),爆發(fā)指數(shù)是7.4左右,而2010年曾釀成巨大災(zāi)難的冰島火山爆發(fā)指數(shù)僅為4。韓國(guó)國(guó)立防災(zāi)研究院根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦災(zāi)難管理廳(FEMA)的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè),如果長(zhǎng)白山在冬天爆發(fā),火山灰會(huì)在8小時(shí)內(nèi)掩蓋韓國(guó)郁陵島,12小時(shí)內(nèi)到達(dá)日本,東北亞的航空路線(xiàn)將癱瘓。
此外,長(zhǎng)白山天池有20億噸水,如果火山爆發(fā)將極具破壞力。韓聯(lián)社曾報(bào)道,韓國(guó)消防防災(zāi)廳向韓國(guó)國(guó)會(huì)提交的資料顯示,若長(zhǎng)白山火山爆發(fā),鴨綠江、圖們江和松花江地區(qū)將大規(guī)模遭受洪水災(zāi)害。“長(zhǎng)白山火山爆發(fā)后會(huì)以水災(zāi)、火災(zāi)、地震和火山灰的順序出現(xiàn)災(zāi)害……噴發(fā)3個(gè)多小時(shí)后,洪災(zāi)淹沒(méi)的災(zāi)區(qū)半徑可達(dá)30公里,朝鮮部分賓館、公寓和醫(yī)院等主要設(shè)施將遭到淹沒(méi)。”
中國(guó)地震局地質(zhì)研究所研究員高建國(guó)此前也曾指出,長(zhǎng)白山火山一旦噴發(fā),天池會(huì)像堰塞湖決口一樣,危害甚至比火山噴發(fā)還大,屆時(shí),情況需要根據(jù)池水溢出多少、往哪里流,具體分析。
盡管“朝鮮核爆或引發(fā)長(zhǎng)白山噴發(fā),給中國(guó)造成不可估量災(zāi)難”的說(shuō)法一直在韓國(guó)流傳,但《鳳凰周刊》記者在長(zhǎng)白山天池附近地區(qū)走訪(fǎng),當(dāng)?shù)毓妼?duì)長(zhǎng)白山可能“火山噴發(fā)”并無(wú)太多了解,而且缺乏防災(zāi)認(rèn)知。
中國(guó)學(xué)者:長(zhǎng)白山會(huì)受多大影響需謹(jǐn)慎判斷
對(duì)于朝鮮核試驗(yàn)可能對(duì)長(zhǎng)白山造成的影響,中國(guó)方面的學(xué)者則措辭謹(jǐn)慎。
朝鮮核爆對(duì)長(zhǎng)白山的影響,要看“影響”如何定義。許建東說(shuō),朝鮮此前進(jìn)行4次核爆試驗(yàn),中國(guó)方面都監(jiān)測(cè)到了傳遞到長(zhǎng)白山的地震波,從這個(gè)角度而言,地震肯定影響到了長(zhǎng)白山。但從這些年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看,長(zhǎng)白山的巖漿囊很多,有深有淺,巖漿囊整體的活動(dòng)趨勢(shì)并沒(méi)有因?yàn)楹吮l(fā)生變化,也可以說(shuō)它沒(méi)有造成實(shí)質(zhì)影響。
外界一直傳言,朝鮮核爆引發(fā)的地震可能誘發(fā)長(zhǎng)白山火山噴發(fā),這種解讀在韓國(guó)學(xué)者洪泰京的研究文章發(fā)表后進(jìn)一步強(qiáng)化。不過(guò),洪泰京的論文原文當(dāng)中多用核試驗(yàn)“干擾”火山活動(dòng),并未見(jiàn)到“誘發(fā)噴發(fā)”的字眼。許建東也直言,“增加活動(dòng)性是有可能,但直接誘發(fā)噴發(fā)很難。要影響到長(zhǎng)白山巖漿系統(tǒng)的活動(dòng),需要很大的能量?!?
許建東舉了一個(gè)例子供借鑒。2002年6月,吉林省汪清縣曾發(fā)生7.2級(jí)地震,震源距離長(zhǎng)白山也是100多公里。在這之后,正好趕上從2002年起,長(zhǎng)白山迎來(lái)火山活動(dòng)的一個(gè)活躍高峰,學(xué)界為此一度懷疑是否這次深源地震引發(fā)導(dǎo)致。
“國(guó)家自然科學(xué)基金委和科技部都曾為此資助課題開(kāi)展專(zhuān)門(mén)研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),汪清這次地震產(chǎn)生的能量,傳遞到長(zhǎng)白山以后,遠(yuǎn)不足以誘發(fā)長(zhǎng)白山的巖漿異常擾動(dòng),對(duì)長(zhǎng)白山巖漿囊造成干擾。也就是說(shuō),長(zhǎng)白山火山2002年開(kāi)始的巖漿擾動(dòng)與汪清地震沒(méi)有直接關(guān)系?!痹S建東說(shuō),這一結(jié)論基于目前的假設(shè)和認(rèn)知水平,譬如,長(zhǎng)白山的巖漿囊到底在哪兒、有多大體積、周?chē)慕橘|(zhì)結(jié)構(gòu)。
更重要的是,地震波在傳播的同時(shí)也在衰減。汪清地震是深源地震,發(fā)生在地表下近600公里處,而朝鮮核試驗(yàn)在地下幾百米的坑道進(jìn)行,屬于淺源,幾乎發(fā)生在地表,其影響范圍遠(yuǎn)小于發(fā)生在地下一定深度的同級(jí)別地震。就目前已經(jīng)進(jìn)行的4次朝鮮核試驗(yàn),所引發(fā)震級(jí)也遠(yuǎn)不如汪清地震。
許建東強(qiáng)調(diào),地震爆發(fā)與火山噴發(fā)機(jī)理不一樣,長(zhǎng)白山周邊的公眾不必過(guò)分恐慌或擔(dān)憂(yōu)?;鹕絿姲l(fā)前會(huì)有三方面的征兆:火山地震頻率會(huì)增加,山體會(huì)發(fā)生抬升等形變,來(lái)自地幔的火山氣體會(huì)大量溢出。
中國(guó)從上個(gè)世紀(jì)90年代開(kāi)始在長(zhǎng)白山籌備火山監(jiān)測(cè),1999年長(zhǎng)白山天池火山監(jiān)測(cè)站正式投入觀(guān)測(cè)。長(zhǎng)白山天池火山監(jiān)測(cè)站站長(zhǎng)孔慶軍告訴《鳳凰周刊》,火山站“現(xiàn)在每年都在進(jìn)行監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)會(huì)分別報(bào)送上級(jí)機(jī)構(gòu)”,官方信息顯示,這些數(shù)據(jù)會(huì)報(bào)送給中國(guó)地震局地質(zhì)所和吉林省地震局。
許建東稱(chēng),中國(guó)大陸活躍的火山很少,境內(nèi)上一次疑似火山噴發(fā)的記錄還要追溯到1950年代新疆的昆侖山,長(zhǎng)白山因此一直是火山學(xué)界關(guān)注重點(diǎn)。
“之前曾經(jīng)有過(guò)一段時(shí)間,長(zhǎng)白山的地質(zhì)活動(dòng)跡象一度讓我們高度緊張?!痹S建東說(shuō),從2002年到2005年期間,長(zhǎng)白山的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明,這期間長(zhǎng)白山地質(zhì)活動(dòng)異?;钴S。各項(xiàng)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)在這一時(shí)期驟增,火山噴發(fā)的征兆如火山地震、山體形變都有數(shù)量級(jí)的增長(zhǎng)。
不過(guò),躁動(dòng)一時(shí)之后,長(zhǎng)白山又歸于平靜。許建東說(shuō),其中原因尚不清楚,火山學(xué)界還需要研究。這也是為何國(guó)外一些火山較為活躍的國(guó)家,常常會(huì)為“誤報(bào)”“虛報(bào)”火山噴發(fā)的現(xiàn)象困擾。
也是在這次活躍期過(guò)后,2006年10月,朝鮮在距離長(zhǎng)白山100公里之外的吉州郡進(jìn)行了首次核試驗(yàn),為這座仍待更多科研探究的火山又增加了新的不確定性。
另有接受采訪(fǎng)的中國(guó)科學(xué)家告訴《鳳凰周刊》,以之前朝鮮的核試驗(yàn)規(guī)模來(lái)看,過(guò)去長(zhǎng)白山火山活動(dòng)受到的影響應(yīng)該很小。按照洪泰京論文,其論證基礎(chǔ)是假設(shè)核爆引發(fā)7級(jí)地震,但公開(kāi)資料顯示,從2006年朝鮮第一次核試驗(yàn)到2016年第四次核試驗(yàn),地震規(guī)模從最初的3.6級(jí)上升到5.1級(jí),還未出現(xiàn)地震規(guī)模超過(guò)7級(jí)的情況。
不過(guò),朝鮮核爆引發(fā)的地震規(guī)模過(guò)去一直在增加,誰(shuí)也不知道,朝鮮的下一次核爆規(guī)模會(huì)大到什么程度。
事涉中朝,“敏感”的長(zhǎng)白山研究能否解鎖?
由于涉及地緣政治、中朝關(guān)系等問(wèn)題,接受《鳳凰周刊》采訪(fǎng)的中國(guó)學(xué)者和火山監(jiān)測(cè)站工作人員明言,長(zhǎng)白山的話(huà)題敏感。
公開(kāi)資料顯示,清朝時(shí)期,中國(guó)與朝鮮在長(zhǎng)白山南麓的分水嶺確定界碑,長(zhǎng)白山主峰及天池皆在中國(guó)清朝版圖內(nèi)。1962年,中朝于平壤簽訂中朝邊界條約,規(guī)定國(guó)境線(xiàn)通過(guò)天池,并將此線(xiàn)以南地區(qū)包括一定比例的天池面積讓給朝鮮。長(zhǎng)白山(朝鮮稱(chēng)之為“白頭山”)由此成為中朝兩國(guó)共有。
多年來(lái),朝鮮方面將長(zhǎng)白山塑造為圣地,將其境內(nèi)的白頭峰改名為“將軍峰”。朝鮮官方宣傳稱(chēng),長(zhǎng)白山是該國(guó)前領(lǐng)導(dǎo)人金正日的出生地。1992年,朝鮮在修正的《憲法》當(dāng)中添加了“革命的圣山白頭山”字句,并將國(guó)徽中的山峰改為白頭山圖案。朝鮮官方媒體報(bào)道,2015年4月,現(xiàn)任領(lǐng)導(dǎo)人金正恩穿著西裝和皮鞋登上了長(zhǎng)白山。
朝鮮對(duì)外界的封閉,以及塑造的長(zhǎng)白山地位,使得長(zhǎng)白山朝鮮一側(cè)的科研長(zhǎng)期處于停滯。然而,2002年到2005年之間,長(zhǎng)白山變得活躍,地震連續(xù)轟隆作響,這個(gè)沉睡多年的火山巨人這一刻像是翻了個(gè)身。此后,長(zhǎng)白山雖然安靜下來(lái),但這次地震群引起了朝鮮政府的關(guān)注,朝鮮開(kāi)始期待能和鄰國(guó)合作,甚至請(qǐng)求西方國(guó)家援助。
2013年,英國(guó)倫敦大學(xué)地震學(xué)者詹姆斯·哈蒙德(James Hammond)博士打破了長(zhǎng)白山朝鮮一側(cè)的科研僵局。他和劍橋大學(xué)火山學(xué)者Clive Oppenhimer教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì),接受?chē)?guó)際基金會(huì)的資助,在長(zhǎng)白山朝鮮一側(cè)架設(shè)了6臺(tái)地震儀,開(kāi)始為期兩年多的長(zhǎng)白山火山學(xué)與地球物理綜合研究。
這是西方的地球物理儀器首次插入朝鮮的土壤,也是朝鮮首次對(duì)外開(kāi)放科考。據(jù)美國(guó)《國(guó)家地理》雜志報(bào)道,解鎖這一成就并不容易。詹姆斯團(tuán)隊(duì)和朝鮮當(dāng)局協(xié)商了多年,才得以獲準(zhǔn)組成一支科考團(tuán)隊(duì)深入朝鮮。研究者在長(zhǎng)白山朝鮮一側(cè),呈一字、頭尾跨度60公里,布置了地震儀器。當(dāng)然,全程少不了陪同的朝鮮當(dāng)?shù)毓ぷ魅藛T。
2016年4月16日,依賴(lài)在朝鮮布置地震儀取得的數(shù)據(jù),這次科考的研究成果首次在線(xiàn)發(fā)表。來(lái)自英國(guó)、美國(guó)及朝鮮的地震學(xué)家,聯(lián)名在國(guó)際科學(xué)期刊《科學(xué)發(fā)展》(Science Advances)發(fā)表了研究論文。朝鮮方面占據(jù)了論文的第一作者。據(jù)第二作者、實(shí)質(zhì)上牽頭這項(xiàng)研究的詹姆斯稱(chēng),這項(xiàng)研究“確認(rèn)了朝鮮境內(nèi)的長(zhǎng)白山地下存在巖漿?!?/p>
“盡管長(zhǎng)白山發(fā)生過(guò)歷史上最大的火山噴發(fā)之一,但有關(guān)它的巖漿變化、地質(zhì)年代學(xué)、地下結(jié)構(gòu)還知之甚少?!边@篇論文指出,研究證實(shí)長(zhǎng)白山天池5—10千米的地下存在大規(guī)模的巖漿,這是長(zhǎng)白山未來(lái)可能?chē)姲l(fā)的基礎(chǔ)。
“長(zhǎng)白山內(nèi)熔融態(tài)的物質(zhì)有可能?chē)姵龅乇?,我們要弄清火山下方的地質(zhì)構(gòu)造?!闭材匪菇忉?zhuān)贾迷诔r的地震儀器能記錄地表以下各種大小的晃動(dòng)。地震釋放的地震波在地球內(nèi)部震蕩,傳播速度隨著地質(zhì)構(gòu)造的變化而改變??茖W(xué)家通過(guò)收集數(shù)據(jù),根據(jù)儀器所在地的地震波速度變化分析該位置的地質(zhì)情況,是固態(tài)的巖石還是部分熔化的膠黏物,最終繪制出地下地質(zhì)構(gòu)造圖。
不過(guò),這篇論文并未談及朝鮮核試驗(yàn)影響的問(wèn)題。詹姆斯對(duì)《鳳凰周刊》就核爆影響長(zhǎng)白山火山噴發(fā)的問(wèn)題未予置評(píng),一位熟知他的中方科學(xué)家說(shuō),“比較敏感,詹姆斯會(huì)排斥這種問(wèn)題?!?/p>
長(zhǎng)白山朝鮮一側(cè)的地震儀很可能也未能記錄到朝鮮核試驗(yàn)的地震波。繼2006年第一次核試驗(yàn)以后,朝鮮分別在2009年5月、2013年2月、2016年1月分別進(jìn)行了三次核試驗(yàn),而科學(xué)家們是在2013年后布置的地震監(jiān)測(cè)儀,監(jiān)測(cè)工作維持了兩年多后,可能在2016年核試驗(yàn)前已經(jīng)結(jié)束。
參與朝鮮研究的西方科學(xué)家都表示,他們期待著再次前往朝鮮做進(jìn)一步的考察。長(zhǎng)白山之下具體埋藏有多少巖漿?部分熔融的巖漿囊有多大?這些都尚不清楚。此次研究雖然證實(shí)了長(zhǎng)白山火山還很活躍,但未來(lái)噴發(fā)的可能性到底有多大,這仍是一個(gè)待揭開(kāi)的謎團(tuán)。
“我們非常希望能夠與中國(guó)、朝鮮學(xué)者一起,結(jié)合火山邊境兩側(cè)的儀器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),將長(zhǎng)白山作為一個(gè)整體來(lái)研究……最終,還是希望能夠促進(jìn)他們一起合作,而我們也許能成為其中一環(huán)?!闭材匪乖诮邮堋蹲匀弧冯s志采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。
前述不愿意透露姓名的中國(guó)地質(zhì)科學(xué)家則告訴《鳳凰周刊》,朝鮮一側(cè)開(kāi)展的地震監(jiān)測(cè)是長(zhǎng)白山火山監(jiān)測(cè)歷史上的“破冰之舉”,朝鮮占據(jù)了長(zhǎng)白山的東南角,中國(guó)在長(zhǎng)白山北坡建有火山監(jiān)測(cè)站,如果能夠相互交流和合作,的確能夠更加完整、全面認(rèn)識(shí)長(zhǎng)白山火山的深部結(jié)構(gòu)和火山作用過(guò)程。
雖然研究長(zhǎng)白山多年,這位地質(zhì)學(xué)家還從未成功涉足過(guò)朝鮮境內(nèi)的長(zhǎng)白山。他稱(chēng),中朝尚未能在長(zhǎng)白山上展開(kāi)科研合作,“這就不是科研因素了,問(wèn)題敏感,有很多的外部干擾”。