核试验对长白山影响几何？

曾鼎

长白山位于中国吉林省东南部，是中国和朝鲜的界山。长白山最高峰的天池是著名的旅游胜地，也是松花江的发源地。长白山天池实际是一座休眠火山。

但近年来，朝鲜数次进行核试验，核爆地点至长白山天池的直线距离仅100多公里，给这座休眠火山蒙上了一层阴影。

事实上，长白山拥有一个庞大的火山群，由天池火山主火山口及周边寄生火山组成。长白山天池火山是亚洲大陆最大的活火山，也是中国大陆最具潜在灾害性喷发危险的活火山。这座火山地处太平洋板块与欧亚板块俯冲地带，是一座规模巨大的板内层状复式火山。

长白山天池的火山运动历史上曾经十分剧烈，比如距今1000年左右的一次喷发，是近两千年来全球最大规模的火山喷发之一。当年火山喷发的岩浆流奔涌了数十公里，强大的喷发柱冲进大气平流层，厚重的火山灰甚至覆盖到了日本北海道。这场自然灾害直接危及周边生态环境，也影响了全球气候变化。

天池火山在中国明、清时期仍有喷发记录，其最近一次喷发是1903年。但由于长白山地处偏远，而且作为满族起源地，长白山是清王朝的圣山，长期被封闭，人烟稀少，火山活动的破坏性不显著。

但时至今日，随着社会发展，尤其是旅游业的发达，长白山天池周边地区的人口增加迅猛，远甚往昔。朝鲜方面在这样一座火山附近的核试验，影响非同小可。

朝鲜最近的一次核爆试验发生在2016年1月6日。核爆引发了一场5.1级的地震，中朝边境震感明显，吉林省境内一所学校的操场甚至开裂。

朝鲜频繁的核爆试验是否会影响到长白山的活动，甚至诱发灾难性的火山喷发？作为一座跨越中朝边境的国际火山，长白山天池火山近年来受到越来越多的国际关注，国际火山学界专家目前已经展开针对性的核爆影响研究。

韩国学者：核试验对长白山构成直接威胁

2016年2月17日，韩国首尔延世大学的地球系统科学系教授洪泰京（Tae-kyung Hong）等学者在国际学术刊物《科学报告》（Scientific Reports ）杂志刊出在线论文，调查了朝鲜核爆试验对长白山地质活动的影响。论文称，“在一座活火山附近进行地下核爆给该火山造成直接的威胁。”

洪泰京的论文称，朝鲜核试验引发的强烈地震活动将诱导较大的动态应力变化，进而扰动火山岩浆蓄积场所的岩浆囊（chamber of magma），加速火山活动。据研究，核试验如果引起5到7.6级地震，可能造成长白山岩浆囊发生数十至数百千帕的压力变化。当核试验引发7级规模的地震，长白山岩浆囊所受的压力峰值将达到120千帕。

洪泰京的这篇论文，是目前唯一公开可见的朝鲜核爆影响长白山火山活动的研究。国内一家科研机构不愿意透露姓名的地质学者告诉《凤凰周刊》，除了韩国学者的研究，他没看到中国国内有朝鲜核试验对长白山活动影响的研究。他认为，这样的研究结果只要言之有物，其实挺好在国际学术刊物上发表。“之所以没有，可能是因为实质影响太小，没人感兴趣。也可能跟有兴趣做这样研究的学者，很难拿到敏感的监测数据有关。”

“这篇文章进行了一系列假设，其实质是建立了一个模型，来研究核爆试验引发的地震可能带来的影响。”中国地震局地质研究所活动火山研究室主任许建东告诉《凤凰周刊》，洪泰京的文章经过科学界的同行评议，发表在较高级别的国际学术期刊，自有其价值。不过，这篇文章所设模型的准确性还有待探讨。

洪泰京没有回应《凤凰周刊》的采访请求。但实际上，韩国方面一直长期关注长白山问题。韩国媒体DailyNK曾于2013年报道，长白山千年前的喷发，爆发指数是7.4左右，而2010年曾酿成巨大灾难的冰岛火山爆发指数仅为4。韩国国立防灾研究院根据美国联邦灾难管理厅（FEMA）的模拟实验结果推测，如果长白山在冬天爆发，火山灰会在8小时内掩盖韩国郁陵岛，12小时内到达日本，东北亚的航空路线将瘫痪。

此外，长白山天池有20亿吨水，如果火山爆发将极具破坏力。韩联社曾报道，韩国消防防灾厅向韩国国会提交的资料显示，若长白山火山爆发，鸭绿江、图们江和松花江地区将大规模遭受洪水灾害。“长白山火山爆发后会以水灾、火灾、地震和火山灰的顺序出现灾害……喷发3个多小时后，洪灾淹没的灾区半径可达30公里，朝鲜部分宾馆、公寓和医院等主要设施将遭到淹没。”

中国地震局地质研究所研究员高建国此前也曾指出，长白山火山一旦喷发，天池会像堰塞湖决口一样，危害甚至比火山喷发还大，届时，情况需要根据池水溢出多少、往哪里流，具体分析。

尽管“朝鲜核爆或引发长白山喷发，给中国造成不可估量灾难”的说法一直在韩国流传，但《凤凰周刊》记者在长白山天池附近地区走访，当地公众对长白山可能“火山喷发”并无太多了解，而且缺乏防灾认知。

中国学者：长白山会受多大影响需谨慎判断

对于朝鲜核试验可能对长白山造成的影响，中国方面的学者则措辞谨慎。

朝鲜核爆对长白山的影响，要看“影响”如何定义。许建东说，朝鲜此前进行4次核爆试验，中国方面都监测到了传递到长白山的地震波，从这个角度而言，地震肯定影响到了长白山。但从这些年的监测数据来看，长白山的岩浆囊很多，有深有浅，岩浆囊整体的活动趋势并没有因为核爆发生变化，也可以说它没有造成实质影响。

外界一直传言，朝鲜核爆引发的地震可能诱发长白山火山喷发，这种解读在韩国学者洪泰京的研究文章发表后进一步强化。不过，洪泰京的论文原文当中多用核试验“干扰”火山活动，并未见到“诱发喷发”的字眼。许建东也直言，“增加活动性是有可能，但直接诱发喷发很难。要影响到长白山岩浆系统的活动，需要很大的能量。”

许建东举了一个例子供借鉴。2002年6月，吉林省汪清县曾发生7.2级地震，震源距离长白山也是100多公里。在这之后，正好赶上从2002年起，长白山迎来火山活动的一个活跃高峰，学界为此一度怀疑是否这次深源地震引发导致。

“国家自然科学基金委和科技部都曾为此资助课题开展专门研究，结果发现，汪清这次地震产生的能量，传递到长白山以后，远不足以诱发长白山的岩浆异常扰动，对长白山岩浆囊造成干扰。也就是说，长白山火山2002年开始的岩浆扰动与汪清地震没有直接关系。”许建东说，这一结论基于目前的假设和认知水平，譬如，长白山的岩浆囊到底在哪儿、有多大体积、周围的介质结构。

更重要的是，地震波在传播的同时也在衰减。汪清地震是深源地震，发生在地表下近600公里处，而朝鲜核试验在地下几百米的坑道进行，属于浅源，几乎发生在地表，其影响范围远小于发生在地下一定深度的同级别地震。就目前已经进行的4次朝鲜核试验，所引发震级也远不如汪清地震。

许建东强调，地震爆发与火山喷发机理不一样，长白山周边的公众不必过分恐慌或担忧。火山喷发前会有三方面的征兆：火山地震频率会增加，山体会发生抬升等形变，来自地幔的火山气体会大量溢出。

中国从上个世纪90年代开始在长白山筹备火山监测，1999年长白山天池火山监测站正式投入观测。长白山天池火山监测站站长孔庆军告诉《凤凰周刊》，火山站“现在每年都在进行监测，数据会分别报送上级机构”，官方信息显示，这些数据会报送给中国地震局地质所和吉林省地震局。

许建东称，中国大陆活跃的火山很少，境内上一次疑似火山喷发的记录还要追溯到1950年代新疆的昆仑山，长白山因此一直是火山学界关注重点。

“之前曾经有过一段时间，长白山的地质活动迹象一度让我们高度紧张。”许建东说，从2002年到2005年期间，长白山的监测数据表明，这期间长白山地质活动异常活跃。各项观测数据在这一时期骤增，火山喷发的征兆如火山地震、山体形变都有数量级的增长。

不过，躁动一时之后，长白山又归于平静。许建东说，其中原因尚不清楚，火山学界还需要研究。这也是为何国外一些火山较为活跃的国家，常常会为“误报”“虚报”火山喷发的现象困扰。

也是在这次活跃期过后，2006年10月，朝鲜在距离长白山100公里之外的吉州郡进行了首次核试验，为这座仍待更多科研探究的火山又增加了新的不确定性。

另有接受采访的中国科学家告诉《凤凰周刊》，以之前朝鲜的核试验规模来看，过去长白山火山活动受到的影响应该很小。按照洪泰京论文，其论证基础是假设核爆引发7级地震，但公开资料显示，从2006年朝鲜第一次核试验到2016年第四次核试验，地震规模从最初的3.6级上升到5.1级，还未出现地震规模超过7级的情况。

不过，朝鲜核爆引发的地震规模过去一直在增加，谁也不知道，朝鲜的下一次核爆规模会大到什么程度。

事涉中朝，“敏感”的长白山研究能否解锁？

由于涉及地缘政治、中朝关系等问题，接受《凤凰周刊》采访的中国学者和火山监测站工作人员明言，长白山的话题敏感。

公开资料显示，清朝时期，中国与朝鲜在长白山南麓的分水岭确定界碑，长白山主峰及天池皆在中国清朝版图内。1962年，中朝于平壤签订中朝边界条约，规定国境线通过天池，并将此线以南地区包括一定比例的天池面积让给朝鲜。长白山（朝鲜称之为“白头山”）由此成为中朝两国共有。

多年来，朝鲜方面将长白山塑造为圣地，将其境内的白头峰改名为“将军峰”。朝鲜官方宣传称，长白山是该国前领导人金正日的出生地。1992年，朝鲜在修正的《宪法》当中添加了“革命的圣山白头山”字句，并将国徽中的山峰改为白头山图案。朝鲜官方媒体报道，2015年4月，现任领导人金正恩穿着西装和皮鞋登上了长白山。

朝鲜对外界的封闭，以及塑造的长白山地位，使得长白山朝鲜一侧的科研长期处于停滞。然而，2002年到2005年之间，长白山变得活跃，地震连续轰隆作响，这个沉睡多年的火山巨人这一刻像是翻了个身。此后，长白山虽然安静下来，但这次地震群引起了朝鲜政府的关注，朝鲜开始期待能和邻国合作，甚至请求西方国家援助。

2013年，英国伦敦大学地震学者詹姆斯·哈蒙德（James Hammond）博士打破了长白山朝鲜一侧的科研僵局。他和剑桥大学火山学者Clive Oppenhimer教授领导的研究团队，接受国际基金会的资助，在长白山朝鲜一侧架设了6台地震仪，开始为期两年多的长白山火山学与地球物理综合研究。

这是西方的地球物理仪器首次插入朝鲜的土壤，也是朝鲜首次对外开放科考。据美国《国家地理》杂志报道，解锁这一成就并不容易。詹姆斯团队和朝鲜当局协商了多年，才得以获准组成一支科考团队深入朝鲜。研究者在长白山朝鲜一侧，呈一字、头尾跨度60公里，布置了地震仪器。当然，全程少不了陪同的朝鲜当地工作人员。

2016年4月16日，依赖在朝鲜布置地震仪取得的数据，这次科考的研究成果首次在线发表。来自英国、美国及朝鲜的地震学家，联名在国际科学期刊《科学发展》（Science Advances）发表了研究论文。朝鲜方面占据了论文的第一作者。据第二作者、实质上牵头这项研究的詹姆斯称，这项研究“确认了朝鲜境内的长白山地下存在岩浆。”

“尽管长白山发生过历史上最大的火山喷发之一，但有关它的岩浆变化、地质年代学、地下结构还知之甚少。”这篇论文指出，研究证实长白山天池5—10千米的地下存在大规模的岩浆，这是长白山未来可能喷发的基础。

“长白山内熔融态的物质有可能喷出地表，我们要弄清火山下方的地质构造。”詹姆斯解释，布置在朝鲜的地震仪器能记录地表以下各种大小的晃动。地震释放的地震波在地球内部震荡，传播速度随着地质构造的变化而改变。科学家通过收集数据，根据仪器所在地的地震波速度变化分析该位置的地质情况，是固态的岩石还是部分熔化的胶黏物，最终绘制出地下地质构造图。

不过，这篇论文并未谈及朝鲜核试验影响的问题。詹姆斯对《凤凰周刊》就核爆影响长白山火山喷发的问题未予置评，一位熟知他的中方科学家说，“比较敏感，詹姆斯会排斥这种问题。”

长白山朝鲜一侧的地震仪很可能也未能记录到朝鲜核试验的地震波。继2006年第一次核试验以后，朝鲜分别在2009年5月、2013年2月、2016年1月分别进行了三次核试验，而科学家们是在2013年后布置的地震监测仪，监测工作维持了两年多后，可能在2016年核试验前已经结束。

参与朝鲜研究的西方科学家都表示，他们期待着再次前往朝鲜做进一步的考察。长白山之下具体埋藏有多少岩浆？部分熔融的岩浆囊有多大？这些都尚不清楚。此次研究虽然证实了长白山火山还很活跃，但未来喷发的可能性到底有多大，这仍是一个待揭开的谜团。

“我们非常希望能够与中国、朝鲜学者一起，结合火山边境两侧的仪器监测数据，将长白山作为一个整体来研究……最终，还是希望能够促进他们一起合作，而我们也许能成为其中一环。”詹姆斯在接受《自然》杂志采访时说。

前述不愿意透露姓名的中国地质科学家则告诉《凤凰周刊》，朝鲜一侧开展的地震监测是长白山火山监测历史上的“破冰之举”，朝鲜占据了长白山的东南角，中国在长白山北坡建有火山监测站，如果能够相互交流和合作，的确能够更加完整、全面认识长白山火山的深部结构和火山作用过程。

虽然研究长白山多年，这位地质学家还从未成功涉足过朝鲜境内的长白山。他称，中朝尚未能在长白山上展开科研合作，“这就不是科研因素了，问题敏感，有很多的外部干扰”。