■俄國畫家布留洛夫的畫作龐貝城的末日。 網上圖片不知道大家還記不記得位於冰島艾雅法拉冰蓋（Eyjafjallajokull）的火山，曾經於2010年4月中有過一次嚴重的爆發？當時噴出的火山灰覆蓋歐洲的一大片天空，令多班航機無法起飛。著名的羅馬帝國龐貝古城，也因為附近的維蘇威火山（Vesuvio）爆發而在公元79年的一夜之間被埋於六米多深的火山灰之下。預測火山何時爆發的重要性，應該不言而喻。那麼又可以怎樣預測火山的「動態」呢？我們可以像預測天氣那樣預視火山爆發嗎？
火山想噴岩漿 首先要震地殼
大家對火山的理解，在1980年代進步了不少。這是因為美國的聖海倫火山（Mount St. Helens）在1980年5月中也有過一次大規模的爆發，57人因此喪生，附近的區域亦因為火山灰而停頓了幾天。從正面來看，聖海倫火山的爆發卻為科學家們提供了許多有用的研究數據，同時也促使更多的研究資金投放進火山研究之中。
綜合了聖海倫火山及其他火山的經驗，我們現在知道了一些火山爆發的先兆：火山噴出岩漿，自然代表岩漿要由地下移到火山口附近；這個過程會震動地殼，因此火山要爆發之前大多會有或大或小的地震。正因如此，世界各地危險的火山，現在都有儀器在監察附近的地殼運動。
這些地下熔岩的活動，其實亦會令火山向四面擴張：在2018年12月爆發的印尼喀拉喀托（Anak Krakatau）火山，其實早在2018年頭，南面及西南面的山坡已以每月4毫米的速度慢慢地向海邊移動；到了同年6月，這個火山明顯地變得活躍，這兩面山坡移動的速度更提升至每月10毫米。這些其實相對顯著但日常不一定被我們清楚察覺的火山「動靜」，火山研究員現在可以利用全球定位技術，甚或設於外太空衛星之上的雷達來長期監察。
氣體離開熔岩 預言火山將爆
倘若從火山口中冒出的二氧化碳愈來愈多，這個火山也可能會有爆發的危險。這是因為地下的岩漿，一般來說，也包含了許多氣體在其中。假若熔岩正慢慢湧上地面，它們所承受的壓力自然也在減低；這些本來被「困於」岩漿之中的氣體，也就會離開岩漿，「一馬當先」地先衝往火山口。二氧化碳是其中一種較容易離開熔岩的氣體，因此可能當岩漿還在火山深處的時候，就已衝出火山口了。以前科學家們需要以身犯險，到火山口附近斷斷續續地收集樣本再分析各種氣體的含量；可幸的是，意大利的研究員在2005年設計了一個只有鞋盒般大小的氣體分析儀器，可以裝設在火山口附近，或是利用無人機將其帶到火山的不同位置。如此一來，我們就可以長時間監察5種不同氣體在火山的含量。例如意大利西西里島以北的斯特龍伯利（Stromboli）火山就有裝設這些儀器；這個火山在2007年3月中爆發之前的兩個星期，科學家們就記錄到二氧化碳的水平上升了十倍。
時至今日，利用太空衛星監察火山的情況，大大輔助了在地面上得到的有限數據。太空衛星連續不斷的數據，其實也令火山研究進入了大數據的時代：用傳統的方法處理這大量的數據已顯得吃力，火山研究員因此也在利用近年「赫赫有名」的機器學習來從數據中找出有用的資訊。
要像預測天氣一樣預計火山何時爆發，現在可能還有一點距離；不過隨着科技的進步，對火山的研究也向前邁進了不少呢！■張文彥 香港大學理學院講師
短暫任職見習土木工程師後，決定追隨對科學的興趣，在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位，修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師，教授基礎科學及通識課程，不時參與科學普及與知識交流活動。