海底火山，是在浅海和大洋底部形成的各种火山。海底火山的分布相当广泛，据统计，全球共有海底火山约2万多座，太平洋就拥有一半以上（汤加火山位于太平洋内，具体位置见图1）。

图1 世界火山和地震分布图（图片来自网络）

图2 全球板块构造图（图片来自网络）

海底火山主要集中在地球表面板块的边界（图2），呈带状分布，称为火山带，例如板块扩张边界（大洋中脊）和板块汇聚边界（海沟）；也有一些海底火山零星散布在大洋盆地内（图3）。因此，海底火山大致可以分成以下三种类型：洋脊火山、海沟火山、以及洋盆火山。

• 洋脊火山，形成于大洋中脊，是大洋板块扩张的边界，也是海洋地壳增生的地方。这类型火山沿着大洋中脊走向喷发，构成一条条绵长的山脉。

• 海沟火山，形成于海沟，是板块汇聚的边界，也是海洋地壳俯冲消亡的地方。这类型火山沿着海沟分布，呈现出弧状的火山岛弧，例如印尼的喀拉喀托火山。

• 洋盆火山，形成于大洋盆地内，属于大洋板块内部的火山，是地幔热点喷发岩浆的地方，主要包括海底火山链、平顶海山、洋底高原等，例如美国夏威夷的冒纳罗亚火山。

图3 板块构造和火山示意图（图片来自板块构造学说）

汤加火山属于海沟火山。在太平洋板块向印-澳板块俯冲过程中，太平洋板块不断将含水和碳的海底沉积物与岩石带进地球深部，随着温度和压力的逐步升高，形成熔融的岩浆，岩浆上涌喷发到海底，产生海底火山（图4）。

图4 海沟火山形成示意图（图片来自BBC）

二、海底火山喷发的环境与灾害效应

海底火山喷发时，在水较浅、水压力不大的情况下，常有壮观的爆炸。这种爆炸性的海底火山爆发会产生大量的气体，主要是来自地球深部的水蒸气、二氧化碳、二氧化硫及一些挥发性物质，还有大量火山碎屑物质及炽热的熔岩喷出，在空中冷凝为火山灰、火山弹以及火山碎屑。

海底火山的喷发对水圈、生物圈、大气圈等多圈层的环境都会造成巨大影响。据悉，印尼苏门答腊岛的多巴火山，在最近一次爆发中，火山喷发的硫化物与空气中的水分子结合后形成酸雨，导致植被遭到大量破坏。高温、含有毒物质的火山灰大面积地降落在周边地区，造成了大规模人和动物伤亡。另外，火山灰进入并停留在大气圈中的平流层，火山灰中的物质会反射阳光，导致进入地表的阳光减少，造成大范围的降温。同时，火山喷发的颗粒物落入广阔的海洋，为海洋藻类提供了肥料，促进了海藻的生长，增强了它们对二氧化碳这个温室气体的吸收，也可以给地球降温。然而，火山的喷发将原本埋藏在地球深部的二氧化碳释放出来，是给地球升温的。那么，火山喷发在时间和空间上究竟给全球带来什么样的气候变化，有待持续的科学观测和进一步的研究证明。

海底火山的另一个重要灾害是引发海啸。虽然海底地震是引发海啸的主要机制，但是据统计全球有5%的海啸是由于火山爆发引发的（图5），例如2018年印尼喀拉喀托火山爆发引发海啸（图6）。2022年1月14日、15日连续剧烈喷发的汤加洪阿哈阿帕伊岛海底火山（Hunga Tonga-Hunga Ha'apai）产生的海啸属于火山喷发引起的海啸。该海啸除了给人口约10.5万的汤加带来极大影响外，给周边斐济、萨摩亚等国也带来了严重影响，并发布了海啸预警。此外，这次火山喷发产生了越洋大海啸，历史上极为罕见，太平洋周边许多国家包括日本、美国、澳大利亚、新西兰、瓦努阿图、智利等均受到海啸影响，并发布了海啸预警

摄影师Hugo Healy用无人机拍摄到一系列冰岛法格拉达尔火山喷发时的景象，炽热的熔岩流淌，令人感受到大自然震撼的力量。Hugo Healy来自英国伦敦，目前居住在迪拜，他表示拍摄时尽可能让无人机靠近熔岩来展示这种不可思议的自然力量和无与伦比的美。