印尼活火山爆发

华北地震科学

NORTHCHINA

EARTHQUAKESCIENCES

第37卷第4期

2019年12月

Vol.37,No.4

Dec.,2019

王佳龙，熊威，邹颖，等•喀拉喀托火山喷发过程与巽他海啸成因华北地震科学

,2019,37(4)=13-17.

WANGJialong,XIONGWei,ZOUYing,et

al

EruptionProcessofKrakatoaVolcanoandthe

OriginoftheSundaTsunami

[J#NorthChinaEarthquake

Science,2019,37(4)：：10.3969/j.

issn.1003-1375.2019.04.

003

喀拉喀托火山喷发过程与巽他海啸成因

王佳龙1!,熊威1，邹颖2,孙嘉祥2,张雯倩2

(1.中国地震局第一监测中心，天津300180；2.中国地震局地质研究所，北京100029)

摘要：介绍了2018年12月220发生的巽他海峡喀拉喀托火山喷发的过程及其火山监测情况,并提取了欧空局哨

兵1A遥感卫星在火山喷发前后的遥感影像,通过遥感影像的对比分析获得了火山锥体的坍塌范围；

使用3D

Ana-

lyst软件模块对坍塌部分的DEM

影像进行分析,计算出海平面以上火山锥体的坍塌体积约为

54

000000m3,

海面

以下崩塌锥体体积更加巨大,崩塌导致火山周围水体发生激荡形成海浪

,海浪相干传播至周边海岸附近引发了巽

他海峡海啸；海啸灾害主要发生在印尼万丹省西冷县和板底兰县西部沿海,与根据火山喷发引发海啸的传播路径

推测的受灾地区基本一致，

关键词：喀拉喀托火山；巽他海啸；

火山喷发过程

；火山活动；

海啸成因

中图分类号：P317.3

文献标志码:A

文章编号1003—1375(2019)04—0013—05

doi：10.3969/.1003—1375.2019.04.003

0引言

印尼雅加达时间2018年12月22日21时27

分(14：27GMT)巽他海峡(SundaStrait)滨海附近

的万丹(Banten)省板底兰县(Pandeglang)和西冷

(Serang)区以及楠榜(Lampung)省南部遭海啸袭

击，已经造成430余人死亡，1495余人受伤,数百间

房屋受损[12#万丹省位于爪哇岛最西部,人口930

万，面积9160km2,省首府为西冷(Serang)。此次

海啸发生时,附近并未发生6级以上中强震。经初

步判断，此次海啸是由于巽他海峡喀拉喀托火山喷

发引起的。喀拉喀托火山是多次火山喷发形成的火

山岛群,最高海拔800多米,水上面积大约10.

5

km2。据记载，1883年喀拉喀托火山大爆发就曾引

发大海啸,当时摧毁了数百个村庄和城市,造成三万

多人遇难本次发生喷发的火山是喀拉喀托火山

于1883年的火山喷发后火山熔岩和碎屑堆积以及

爆炸震动坍塌后形成的,称为喀拉喀托之子。喀拉

喀托之子火山于1927年开始新一轮的火山活动,

当

时火山锥体仍在海平面以下⑷。自2013年以来,喀

拉喀托火山锥体高出水面,至今仍在生长喀拉

喀托火山海拔高度为338m(2018年9月测量),火

山活动特征以爆炸和熔岩流活动为主"#。

1喀拉喀托火山的喷发过程

1.1火山的演化

喀喀

山于之的

巽他海峡，是沿着巽他海峡N35°E火山线分布的一

座火山，也是巽他海峡中唯一一座有明确历史喷发

记录和强烈地震记录并曾引发海啸的活火山。巽他

海峡处于地壳拉张裂谷带内，喀拉喀托火山处于巽

他海峡NW向拉张裂谷内，同时也受到澳大利亚板

块向北东俯冲的影响⑺。印尼火山岛链以喀拉喀托

火山为分界,北侧苏门答腊岛火山呈NW向分布,

南侧爪哇岛、巴厘岛、怒沙登加拉岛等的火山呈近

EW分布(图1)。

目前所谓的喀拉喀托火山指的是1883年后形

成的喀喀山(喀喀之子)。喀

喀

火山大约形成于公元416年前后的一系列剧烈的火

山爆发并形成了一个直径约7km的破火山口。老

喀喀山;fVerlatenLang

屿,随着火山活动的持续,后面逐渐形成了Rakata、

收稿日期,2019-02-27

基金项目：中国地震局监测预报司"全球典型火山事件跟踪上报”项目(16A44ZX285)；国家留学基金项目(2)

第一作者简介：王佳龙(1985—

),男，河北唐山人,助理工程师,现主要从事火山地质与低温热年代学的研究工作.

E-mail：85102605@

14

华北地震科学

37卷

Danan和Perbuwatan3座火山。本次喷发的喀拉

喀托火山形成于1883年一次大规模的爆发，剧烈的

爆炸导致Danan和Perbuwatan2座火山发生坍塌

沉入水下，只留下Rakata火山的部分锥体

（图2）。

次喷发是印尼历史上第二大的火山喷发，引发的

成36000多人死亡。该火山在形

成之后的近半个世纪处于沉寂状态，直到1927年才

始变得活跃起来。喀拉喀山的程具有

明显的阶段性特点，

首先的程，

然后

突然爆发并发生破坏坍塌，再在原有的破火山口基

础上形成新的，新的时间的沉寂

之后始活动。

15°N-

1OO°E11O°E

120°E13O°E

阿贡

(Ag

ung)

2017/2/10

荒岛(Barrenlsand)

2003/46/2.

10°N-

5°N-

0°-

5°S-

10°S_

90°E

欧亚板块

注：警戒等级为活火山活动及危险程度的度量等级，通常分为I、II、III、IV四个等级;图中火山名称下方数字分别代表幵始活动年份/活动持续时

间（周）/幵始活动月份:例如2003/46/2代表该火山幵始活动年份为2003年，到2017年底共计活动了46周，从2017年2月幵始变得活跃

图1

印度尼西亚岛链地震与火山

分布

M震源深度/km

警戒等级

o5.0〜5.1

O6.02-28.47

O1级

o5.2〜

5.4

O28.48〜63.50OII级

O5.5

〜5.8

◎63.51~108.41

om级

O5.9-6.3

O10&42-198.42

。N级

O6.4〜7.3

®198.43~612.71

-----板块边界

2010/52710

默拉皮(Marapi)

"■715/5

001725/8

登波(Dempo)

注：外围虚线为推测1883年前火口（破火山口）

范围；内侧虚线

表示200m水位等深线迂和D分别代表1883年的Perbuwatan和

Danan火山的火口位置；K代表喀拉喀托之子火山的火口位置⑷

图2喀拉喀托火山简化地质图

1.2火山的活动

喀拉喀山形成后的喷发活动始于1927年，

当时山体仍位于海面以下。自1929年以来，

火山锥

始面。一直到现在，喀拉喀山的锥

山动生2018年9月测得

山海拔高度为338m。自2018年6月18日以来，

喀拉喀山主要以小动为主，

爆炸产生的

喷发柱上升至火口缘上方几百米至一两千米不等，

可见处的炙热，

地震监测

台站可以接收到火山震颤、火山地震和谐波震颤等

信号。火山的预警等级一直II级（咨询），并

没有引起印尼当局的重国际相关科研单位的

注意。

自1927年喀喀山!计

发上

百次。近期分别在2016年6月20日+017年2月19

日发生过喷发（图3）。2018年6月29日以爆炸的形

始活动,生的火山碎屑物降落山周围

1km范围内。自2018年7月23日以来，在海岸附近

4期王佳龙

，等：喀拉喀托火山喷发过程与巽他海啸成因

15

可观察到白热物质（岩浆）活动。2018年12月22日

上午9时3分,喀拉喀山又发生一次爆炸，产生

的火山灰柱升至火口缘上方300〜1500km。记录到

的最大地震振幅为58mm。推测火山锥体发生崩塌

是在当日晚上21时左右，

然后海啸分别在21时27

分、21时40分、21时35分和21时27分抵达Marina

Jambu潮汐站、万丹潮汐站、Trnggamus

Regency潮汐

站和StasiunPanjang潮汐站。

图3喀拉喀托火山（2017年2月

250

LundAndern摄）

海啸发生后，火山活动性仍然较高。灰黑色的

喷发柱高出火口约500m,并向北和西南方向随风

飘逸。地震活动仍然以连续震颤为主，最大振幅为

32mm,火山周围2km内容易发生灾害。根据目前

对火山活动强度的监测与判定，当地时间2018年

12月27日上午6时0分当局将火山预警等级由II

级（咨询）升至III级（观察）。火山口5km范围内

为危险区（图4）,具有火山灰、火山碎屑溅落的危

险。山活动的，喀拉喀山的锥

地缩小，因为的火山喷发

程中，虽然会从通通上来大量

的火山物质，但是的些火山物质

分散飘逸或者散落在周围，

生的冲击

震

动

山的崩塌，从而使火山的体积

随着火山喷发的进行不断减小。

2巽他海峡海啸的成因分析

由火山喷发引发海啸的情况并不罕见，历史上

有多次相关实例并造成严重灾害。例如青铜器时期

位于爱琴海的圣托里尼山喷发.1792年日本云

仙岳火山喷发.1883年印尼喀拉喀托火山喷发

等"#。相对于海底地震，由火山喷发所引发的海啸

往往具有波浪周期短，海啸破坏范围广的特点。如

图5中的野点均发现本次生的不同

厚度的沉积物。根据印尼地信息局（BIG）潮

汐站的观测数据，第一波海啸抵达MarinaJambu观

测站的时间是21时27分，海浪高度为1.

4m；抵达

万丹潮汐站的时间为21时40分，海浪高度为0.27

m；抵达KotaAgung站的时间为21时35分，海浪

高度为0.36m。大的区域主要包括

万西冷县的西南沿万的西部

沿海地区，楠棒省楠棒县部分地区也有所波及。板

南部的Sumur地区由于道路中断，救

灾和科考工作的进行。

图4喀拉喀托火山危险区范围图

105。45午105°15'F

图5巽他海峡海啸的传播与影响范围

在海啸发生之前，喀拉喀托火山自2018年6月

以来活动，但活动强度并没。2018

年12月22日发生的最有可能是由于火山爆炸

成部分引起的，尤其是火山南部

16

华北地震科学

37卷

和西南部的火山侧翼崩塌。通过对火山发生崩塌前

后的进行对比发现，火山西南侧的大

部分崩塌缺失（图6）。另外也可看到海啸发生1小

时后，火山锥体周围仍在激荡波浪。经ArcMap对

坡度进行分析，崩塌大部分坡度为27。〜37。之

，是锥体最陡的部分（图7b）,换句话说，就是锥体

容。通过对面进行3DAna­

lyst分析，崩塌部分表面积约为0.3km2，

海面以上

为54000000m3，因为缺少海面

.火

山的，暂时无法对山

的崩塌体

积进行估算，但是可以预料的是海面的

数值应该比我们想象的更巨大。因此，伴山

发的引发足为奇了。另外，坍塌

发生后，喀拉喀托火山锥体周围的3座火山岛对海

的传播是点的

阻挡效果的，会相对减弱I

某一方向上的海浪高度，对海岸造成的灾害-

较轻。然而，事实上的重灾区并没有位

于滑坡方向上的，这可能是由于受到其

他火山残体的阻挡而对横波产生反射和干涉效

应的。的传播方向与其震动方向相互

垂直，

当海浪的传播遇到障碍物

（火山岛）时，可产生

反向传播的

，海浪的反原来的入发

生干涉，可在障碍物前面形成驻波，振幅可达原

入振幅的2倍，能，振后的波浪折

返回来传，形成此次危害较为严重的

丫

b2018年12月

22H22时33分a2018年12月10022

时33分

图6巽他海峡海啸发生前后火山锥体变化

（来源：欧空局哨兵1A遥感卫星，覆盖范围：105.3〜105.5°E，—6.0°〜

一6.2°S）

水平宽度约400m

半径约750m

外围约1900m

崩塌部分

喀拉喀托火山椎体

内围约1400m

火山灰

火山口（海拔338m）

a

2018年12月22日喀拉喀托火山锥体的影像分析

注：图中灰色部分为水面以上的崩塌部分

图7喀拉喀托火山锥体特征分析

4期王佳龙

，等：喀拉喀托火山喷发过程与巽他海啸成因

17

3讨论

火山喷发之后，会直接产生火山灾害，也会间接

产生次生灾害。今年6月3日危地马拉富埃戈火山

喷发，产生的火山碎屑流、火山灰等夺走了上百人的

生命"10#。而对于喀拉喀托这种海底火山，由于其深

处海洋，周边无常住居民，火山喷发造成的直接灾害

往往不大,但是一旦引发海啸后果将不堪设想，

而我

们往往对这类型的火山疏于重视。印度尼西亚岛链

是西南太平洋最为活跃的一条“火链”，生活在该火

山区的居民数以亿计。火山、地震、海啸不断地困扰

着这个多灾多难的国家。本次印尼巽他海峡海啸的

救援和科考工作还未结束，又发生6.1级地震以及

斯坦普、默拉皮、锡纳朋、阿贡等火山的喷发[1112],

陆地上的火山大多锥体完整

，火山机构明显。

所以

在海洋环境里，有更多的水参与火山活动中，与岩浆

的混合使得火山爆炸更加频繁和剧烈，往往导致火

山口崩塌得更加宽大低平。

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423-4308

EruptionProcessofKrakatoaVolcanoandthe

Originof2heSundaTsunami

WANGJialong12，XIONG

Wei2，ZOUYing1，SUNJiaxiang1，ZHANGWenqian1

(stMonitoringCenter，ChinaEarthquakeAdministration，Tianjin300180，China；

uteofGeology，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100029，China)

Abs2rac2&ThispaperintroducedtheSundaStraitKrakatoaeruptingprocesshappenedonDecember22，

2018anditsmonitoringsituation，andextracttheEsantry1Aremotensingsateliteremotensing

imagebeforeandafterthevolcaniceruption，throughthecontrastanalysisofremotensingimagesob-

tainedthescopeofthecolapofthevolcaniccone，weu3Danalysissoftwaremoduletoanalyzethe

DEMimage，andcalculatethevolumeof

thecollapofthevolcanicconeabovealevelisabout54000

000m3，colapunderthesurfaceoftheamorehugevolume，colapleadstotheformatAonofavolca-

nohappenagitatewaterwaves，Thewaves'coherentspreadtothesurroundingconsttriggeredthesunda

amidisarmainlyoccurredinhewescoasofSerangcounyandPandeglang

countyinBantenprovince，Indonesia，whichisbasicallythesameasthedisasterareathatwepredictedac-

cordingHoHhepropagaHionpaHhofHheHsunamicaudbyHhevolcanicerupHion.

Keywords：KrakaHoavolcano；HhesundaHsunami；volcanicerupionprocess；volcanicacHiviHy；Hhecauof

Hsunami