陈衍佐教授（ 左二）及其博士生去年到东太平洋的轴火山设置海底地震仪，今年九月将再出发收集更多数据
探索深海火龙
中大团队赴美西岸监测火山 望助东南亚预警
地球有七成火山活动都在海底发生，是人们看不见的计时炸弹。去年1月，位于南太平洋岛国汤加的洪阿汤加-洪阿哈阿帕伊海底火山（Hunga Tonga-Hunga Ha’apai）爆发时，在空中喷出高达 58 公里的熔岩涌流，为人类有记录以来最高。灾难带来惨重的人命经济损失，也令人重新关注预测喷发的重要。
「环观世界各地的火山，大多数都没有被监测。」中大地球与环境科学课程助理教授陈衍佐教授说。「这些火山没有设置监测站，我们根本无法知道那里的情况。」
全球有超过1,000座潜在的活火山，如科学家没有配备地震仪的监测站辅助，只能透过观察火山地形和气体排放的异常变化，以预测火山何时喷发。
海底火山鲜有监测
陈教授续说﹕「地球上约70%的火山活动在海底发生，其中99.9%因位置太远，成本太高而没有被监测或研究。有被监测或研究过的，屈指可数。」
陈教授的家乡在马来西亚，毗邻火山众多的印度尼西亚和菲律宾。他坦言，这些地区的火山监测工作不完善。「在大多数发展中国家，大部分火山是没有被监测，只会在游客喜欢参观的火山，设置几个地震仪。」
「我们想看看，能否捕捉到火山喷发前一年内的变化，和火山喷发时的情况，这样我们便能获得更完整数据来进行预测。」陈教授说。
向轴海山出发
为此，陈教授的团队联同来自美国三所大学合作，去年前往美国西岸附近的海底火山「轴海山」（Axial Seamount）设置 15 部海底地震仪。此山以发生过多次地震闻名，亦比其他海底火山容易接近。轴海山曾在2015 年和 2011 年喷发，陈教授预计，它会在未来几年再次喷发。「自2015年起，轴海山的地面随着下方岩浆堆积而不断膨胀，一旦膨胀到达某个水平，就有可能爆发。」
在轴海山设置海底监测仪，对参与人员来说是一场惊险之旅，皆因他们需要在波涛汹涌的大海进行为期两天半的巡航才能到达轴海山。「我带了三个学生去，之前问过他们会否晕船，都说没有。结果巡航半天后，他们已开始头晕不适。」
此巡航前，团队早于2015年已在轴海山设置了一批地震仪。该批地震仪透过海底光纤电缆连接岸上的数据收集系统，但地震仪设于火山顶部，地震台网不能覆盖火山所有位置，例如岩浆库底下的情况。
为扩大监测范围，在今次巡航中，团队便在光纤网络覆盖范围外，额外设置15部地震仪。不过，这批地震仪需要团队亲身前往轴海山才能收集数据，所以今年9月，他们会重返轴海山收回这批地震仪和数据，同时在其他区域新设置15 个地震仪。
「海底不时会发生轻微地震或其他地震活动，这些信息有助我们更好地追踪火山的岩浆活动，并了解各种物质如何推动火山的爆发。」他说﹕「将于今年9月新设置的地震仪，会有助我们更深入了解浅层火山岩浆库下10、15、20 甚或 30 公里位置的情况。」
陈教授在美国拉法叶学院读本科时，已被火山这门学问吸引。他说﹕「东南亚有很多火山，所以我希望研究对社会有所贡献的课题，善用自身专业知识，提出解决方法。」陈教授在 2019 年完成哥伦比亚大学地球物理学博士学位，后于史丹福大学担任博士后研究员，2020年加入中大继续火山研究之路。
陈教授为「裘槎麦德华前瞻科研大奖2022」得主，其轴海山研究获裘槎基金会资助开展。如日后获得更多资助，他希望在更多海底火山，例如东南亚附近的火山地震带，设置海底地震仪。
原文刊于CUHK in Touch
