中国活动火山监测

来源:      时间:2019-07-18      分享到:

随着对我国火山活动性认识的不断深入和对潜在火山灾害风险的认知,火山喷发危险性监测、预测及减轻火山灾害的迫切性及重要性引起了我国政府和人民的极大关注。2000年 2 月 12 日,为落实国务院有关中国地震局承担减轻可能遭遇的火山灾害职能的指示,加强对活动火山的监测与研究工作,防御与减轻火山灾害,中国地震局成立了中国地震局火山研究中心,挂靠在中国地震局地质研究所。火山研究中心作为中国地震局火山监测研究的牵头单位,致力于提高我国的火山监测预防能力和火山学学科的学术水平,培养火山监测研究队伍,目前已成为我国火山监测研究的核心基地。目前国际上常用的火山监测手段包括地震、形变、重力、电磁、地化、温度 ( 喷泉、喷气 )、水文、遥感及视频实时观测等。中国国家火山监测台网中心于 2006 年正式建成并开始运行(图1)。本着 “有所为,有所不为”的原则,在综合考虑“危险性”与“危害性”的基础上,把以长白山天池火山为代表的 6 处活火山纳入了中国火山监测台网,它们分别是吉林长白山天池火山、龙岗火山、云南腾冲火山、黑龙江五大连池火山、镜泊湖火山和海南琼北火山。随着火山研究程度的深入和国力的提高,今后将有更多的活火山受到监测。我国的火山监测台网由火山观测点(站)、火山监测站、区域火山台网部、国家火山台网中心四级结构组成。

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图1 中国火山监测台网组成示意图

1. 火山观测点

为获取火山活动信息而建立的观测点,包括单种测点或多种测点,实施相关观测数据的采集、存贮和传输。
(1)火山地震测点,监测火山区域内的地震活动。火山地震测点应配置宽频带数字地震观测系统,部分测点因条件特殊,可配置短周期或甚宽频带数字地震观测系统。
(2)火山重力测点,观测火山区地表重力变化,包括流动重力测点和定点相对重力测点。
(3)火山形变测点,监测火山区地表变形,包括流动水准测点、连续 GPS 测点、流动 GPS 测点、定点倾斜观测点和跨断层测距观测点等。
(4)火山流体测点,采集火山流体样品,主要是泉点或喷气孔。

2. 火山监测站
负责特定区域火山活动监测、数据常规处理、数据速报、数据存储管理和观测站维护、火山地震速报和火山异常事件的国家级火山观测台站。
3. 区域火山台网部
负责区域火山观测台网的运行监控、数据汇集、数据处理、数据存储、数据传输、数据管理,承担本区域火山地震速报及前兆异常上报等任务。
4. 国家火山台网中心
设在中国地震局地质研究所的国家火山台网中心,负责全国火山观测台网及火山流动观测的数据汇集、数据分析处理、数据存储管理、数据服务,承担火山异常判断、火山灾情分析、组织会商和上报等任务。应用现代先进的科学技术,国家火山台网中心还分别设立了火山气体测试实验室、火山岩矿实验室、火山灾害模拟实验室,承担着全国火山岩测试、火山挥发份测试、火山灾害模拟等实验室工作,以及通过互联网提供数据服务和火山宣传工作(www.volcano.org.cn)。国家火山台网中心为我国火山监测、预警、防灾、减灾及相关的科学研究提供高标准的基础技术平台,最终达到增强防御火山灾害的能力,有效地减轻火山灾害。长白山火山是中国大陆规模最大的活动火山,历史上发生过多次喷发,其中公元 946 年的大喷发是两千年以来全球规模最大的喷发之一。长白山火山监测站是 6 个火山监测站中手段最全、测点密度最大的监测站,由 11 个地震观测站(其中有三个井下摆),16 个 GPS 观测点,50km 长的两条水准观测剖面,5 个温泉水化观测点,以及一个定点形变观测山洞组成(图 2)。2007 年长白山火山监测站被中国科技部定为国家重点野外科学观测试验站,现已发展成为多学科、多测项、点线面相结合、具有国际先进水平的综合性火山监测示范基地。

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图2 长白山火山监测站与长白山火山监测台网的构成

通过对长白山火山自 1999 以来的地震、形变和气体地球化学连续监测资料的综合分析,我们获得了 2002—2005年“岩浆扰动”期间深部岩浆扰动的同步异常信号,发现长白山火山岩浆活动类似于世界上其他地区活火山,具有“活跃期”和“平静期”交替的周期性特点。通过对火山地震的精定位和 GPS 与水准观测数据的联合反演,提出引起上述扰动事件的浅部岩浆囊位于天池火山口下方约 5km 处。通过与 2010 年喷发的冰岛埃亚菲亚德拉火山监测数据的类比,初步认定目前长白山火山处于周期性的岩浆补给阶段,无近期(数年)喷发危险,但中长期(数十年)喷发危险性不可忽视。

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