2025年1月底以来，圣托里尼岛持续发生地震，引发广泛关注。2月5日，来自雅典大学的华人博士生吕美霖接受了《中希时报》专访，分享了她随希腊及国际科考团队驻扎圣托里尼，参与科学考察任务的所见所闻，以及科学研究背后的重要意义。 为了更加详尽直观的解释这项研究，从科学角度看待圣托里尼地震，吕美霖撰写了一份考察报告，通过《中希时报》发表，与读者分享。 中希时报，公众号：希中网
从科学视角看圣托里尼地震
作者：吕美霖
作为雅典大学博士生，我正参与一项跨学科研究，与欧洲十所领先的研究机构合作，探讨气候变化对希腊大理石考古遗址的影响。这次有机会前往圣托里尼，深入了解地质学、构造形貌学，并学习如何运用前沿技术解读数据。
在真正前往圣托里尼进行实地考察之前，我们接受了为期60小时的在线密集培训。这些课程由合作院校的专家和教授授课，涵盖了诸多关键主题，包括火山灾害基础知识、气候变化对沿海及水下考古遗址的影响、海洋食物链中的汞甲基化过程、不同火山喷发沉积物类型等。
我们于2月2日抵达圣托里尼，但此时情况变得更加复杂。由于正值中国新年假期，许多亚洲游客同时抵达，岛上的公共活动及机构（如博物馆和遗址）均关闭。因此，我们未能参观阿克罗蒂里考古遗址——这是一个高度发达的爱琴海青铜时代聚落，在公元前16世纪的塞拉火山喷发中被火山灰掩埋。这个遗址对地质学家和考古学家来说都极具研究价值，因为其中的文物保存完好，类似庞贝古城的情况，但不同的是，阿克罗蒂里并未发现人类遗骸，表明居民可能在火山爆发前已成功撤离。
被浮石覆盖的青铜时代床架及遗址背景（图片拍摄：David Pyle）
如果你曾到访圣托里尼，你可能注意到岛上独特的地质层。那些白色的沉积层即所谓的“凝灰岩” (pumice tuff)，其中最明显的顶部白色层代表了3000年前的米诺斯喷发，而下部的白色层则属于约20万年前的普林尼式喷发。这些浮石沉积是火山喷发时伴随火山碎屑流所形成的，它们甚至随着风力传播至格陵兰岛。与此同时，岛上独特的蓝色矿物——蓝闪石(glaucophane)，标志着高等级变质作用，使得圣托里尼成为研究地质变迁的天然实验室。圣托里尼的红色或黑色海滩也是矿物作用的结果，其中富含铁和锰元素。此外，游客常见的浮石纪念品实际上遍布全岛及海滩，它们因其轻质和多孔性，被用于身体护理或抛光物品。
不同时期火山灰沉积的地层（图片拍摄：吕美霖）
圣托里尼的地质特征
事实上，希腊是欧洲地震活动最活跃的国家，同时在全球排名第七。希腊的火山弧形成于数百万年前，源自非洲板块（海洋地壳）向欧亚板块（大陆地壳）的俯冲，这一俯冲带以毫米至厘米的速度下降，也是地震发生的主要原因。尽管希腊及其岛屿上的大多数火山已经灭绝，但仍有几座活火山，例如全球研究最深入的圣托里尼火山，以及尼西罗斯（Nisyros）、梅萨那（Methana）和米洛斯（Milos）等岛屿，这些地方每年夏天都会吸引大量游客。
圣托里尼的历史与监测
圣托里尼拥有世界上最大规模的破火山口（Caldera），海面下直径达11公里，悬崖高度达300米。米诺斯喷发（公元前1600年）塑造了圣托里尼如今的形态，许多私人博物馆和商店将其与亚特兰蒂斯神话联系在一起。根据柏拉图的描述，亚特兰蒂斯曾是一个高度发达的海上帝国，统治着西方世界，最终沉入大西洋。尽管大多数学者认为这是虚构的故事，但水下遗址仍吸引人们不断探索。
最近一次喷发发生在20世纪（1925-1950年），其规模相对较小，但仍然将大量火山灰喷射至数百米高空，并在850米范围内降落熔岩碎片。因此，监测火山喷发的前兆信号至关重要。2023年，Kyriaki Drymoni等人在《自然》期刊上发表研究，指出在20世纪圣托里尼的火山岛Nea Kameni上，喷气孔的出现和浅海区域温度的上升是火山活动的可靠前兆。然而，需要强调的是，近期的地震活动与1950年的喷发并无关联。
圣托里尼1950年火山喷发（图片来源：https://www.greece-is.com/born-of-fire/）
无人机已成为最常见的火山监测工具之一，它可以进行高精度地质测绘，并用于采集熔岩样本。此外，无人机还能评估空气污染风险。
海底地震仪（ ocean-bottom seismometer，简称 OBS）是另一种关键工具。它可以记录海底的声波与地震活动，并配备地震检波器（Geophone）和水听器（Hydrophone），用于分析火山活动。
在圣托里尼岛卸载OBS（型号MOLA），经过4周的监测后，当地震仪中的砾石通过代码指令释放时，OBS将重新浮出水面，照片由研究队员拍摄。
另一项先进技术是海洋地震成像，它通过人工制造冲击波，测量不同地质层的反射信号，从而构建海底地质的三维结构，就像医院的CT扫描一样。这项技 术虽然昂贵，但对研究火山活动至关重要。
3D 地震成像 （图片获取：https://www.researchgate.net/publication/355864601_Proposing_a_new_strategy_in_multi-seismic_attribute_combination_for_identification_of_buried_channel）
海底火山的奇观
在海底火山活跃区域，我们还可以发现一种神奇的自然现象——水下热液喷口，俗称“黑烟囱”或“白烟囱”。这些喷口是海床上的裂隙，会喷出高温的地热水，带出大量矿物质。这些地方不仅是极端环境下生命研究的热点，也是未来稀有金属开采的新兴区域，包含丰富的锂、钴、镍和金等资源。然而，科学家们对这一开发持谨慎态度，特别是在像圣托里尼这样高度依赖旅游业的地区，过度开采可能破坏生态环境，影响稀有生物的生存。
2011 年的哥伦布热液喷口，照片取自https://nautiluslive.org/video/2011/09/02/kolumbo-hydrothermal-vents-dive-highlights
火山与气候变化的关系
火山喷发不仅会释放大量二氧化碳（CO₂），还会产生微粒和气体，短暂阻挡阳光，导致区域降温。然而，大量 CO₂ 的快速释放可能引发全球变暖的正反馈效应，进一步加剧气候变化。近年来，科学家利用汞（Hg）记录来估算火山碳排放，并研究其对地球气候的长期影响。高浓度无机汞进入海洋后，会影响水生生态系统，并通过食物链累积，最终威胁人类健康。研究历史上的火山喷发对于预测未来火山活动至关重要。科学家分析火山喷发的规模、频率和模式，以评估潜在的火山灾害及其对环境的影响。这些研究不仅有助于理解地球气候系统的运作，还能为应对未来可能的环境挑战提供科学依据。
在希腊，频繁的地震活动对我们意味着什么？
当然，科学界对此有很多不同的声音，一位著名的地震学家，Efthymios Lekkas，经常出现在希腊电视上，曾指出圣托里尼火山每20,000年会发生一次大规模的爆发，而距离上一次爆发已经过去了3,000年，因此在未来很长一段时间内我们无需担心发生大爆发。像来自德国GEOMAR的Jens Karstens博士这样的一些专家，目前正在使用海底地震观测系统（OBS）监测圣托里尼的海底地震活动，他表示目前不需要过于担心，因为用来预测火山爆发的二氧化碳和二氧化硫的浓度水平较低，因此流动的岩浆和潜在的火山活动的风险也很低。此外，他还提到圣托里尼的火山属于侵入式喷发类型，意味着岩浆在地壳内移动并固化，而不是像外逸型那样的岩浆喷发并流到地表。
侵入式和外逸式火成岩，图片来源于Wiki Commons。
如何辨别地震与火山灾害的虚假信息？
最近一周，数十名记者涌入这座岛屿，每个人都希望借此机会一举成名，尤其是采访那些惊慌失措的居民和游客。在希腊，打开电视，所有新闻频道都在不间断地滚动播放关于圣托里尼岛的报道；新闻文章用煽情的语言撰写，试图暗示与希腊之前发生的大地震有关。诸如“大地震即将来临！”之类的标题，或是展示火山喷发的灾难性假照片，尽管该岛至今并未遭受任何灾难。在社交媒体上，情况可能更糟，神话般的故事层出不穷，比如“渔民讲述了一个关于海中奇怪斑点的故事，他们称之为‘哥伦布之口’，因为它看起来像一张巨大的嘴，吞噬了靠近的一切”。
网络上传播的虚假图片。
我们团队中的一位海洋生物学家告诉我：“让我感到有些难过且经常发生的是，当媒体试图向公众传播科学研究时，他们常常误解我们的语言。他们倾向于关注耸人听闻的信息，强调极端的结果，而忽略了重要的背景，比如这些发现是否仅适用于少数情况，还是具有更广泛的意义。在当今世界，我们作为具有科学背景的公民，能做的是检查不同的信息来源，并尽可能寻找有效且基于科学的信息。”
以下是一些帮助你过滤虚假新闻的小贴士：
1. 直觉检查：如果一个故事让你感到恐惧，那它很可能是故意设计的。
2. 拓宽信息来源：通过查找有信誉的媒体是否报道了相同的内容，来验证一个不太可能的故事。
3. 不确定真实性时，不要分享！如果你认为有人在分享假新闻，举报或屏蔽他们！
圣托里尼的地震和火山活动始终受到科学家的密切监测，目前没有迹象表明即将发生大规模喷发。公众应关注科学信息，而非轻信夸张报道。科学的理性分析，有助于我们更好地理解自然现象，避免不必要的恐慌。（吕美霖）
