科学家们是怎么发现火山活动的？以冰岛索比约恩山为例

在今年的1月份，曾经有一条不起眼的新闻：冰岛西南部的格林达维克（Grindavik）镇附近的索比约恩（Thorbjorn）山下有可能有岩浆的聚集，或许会发生火山喷发。

冰岛蓝湖

在冰岛，火山学家们比较关注两个指标：一是火山附近的地震情况，二是火山附近的地面是否有地形变，也就是地面的上升与下降。当然还会有其他的指标辅助判断，比如该地区的气体释放是否有变化，地热是否发生了异常等等。但作为短期监测来讲，地震和地形变是最直接、最快的信号。

冰岛蓝湖及附近的热电厂

那我们来看看索比约恩山这个案例。索比约恩山距离冰岛首都约42公里，距离国际机场约18公里，而距离最近的小镇格林达维克也就三四公里的距离。游客们来冰岛一定会去蓝湖泡一泡温泉。这次发现的火山异动，就位于蓝湖及地热电站旁边。

索比约恩山位于冰岛的西南角。这里属于冰岛南部地震带，是冰岛地震最频繁的区域之一，冰岛最近的两次六级以上的地震都是在这个地震带上发生的。所以，我们很难从这里频发的地震中，发现一些异常。

幸运的是，虽然这个区域的地震活动比较频繁，但地形变相对稳定。冰岛位于板块边界，亚欧板块和美洲板块会向相反的方向移动，每年会将板块边界拉开大约2厘米的距离。板块移动的速度基本是匀速的，不会有太大的变化。那么如果我们发现了地形变速度变化，就需要考虑其他原因了。

这次观测到的地形变速度比较快。在最初的几天，每天地面上升大约3毫米。这些地形变是通过全球卫星定位系统（GPS，Global Positioning System）和因撒（InSAR，Interferometric Synthetic Aperture Radar）这两种方法测量的。

位于索比约恩山上的连续GPS设备，图片来源冰岛气象局

这里用到的GPS和我们日常生活中听到的GPS使用方法及作用类似，都是测量设备所在的位置。不过我们这里提到的地形变化测量的精确度，会远高于我们手机上面的精确度。手机定位范围一般在几米到十几米之间，在信号不好的地方可能误差还会更大一些。而在大地测量中使用的GPS，精确度可以达到厘米级甚至毫米级。高精度可以帮助我们看到很微小的地面形变。我们需要这样高的精度，也是因为我们能在地面上检测到的火山活动一般发生在地下深处几公里到十几公里的范围内，火山异动产生的地形变信号有可能只有几毫米。

GPS测量的地形变速度。图片来源冰岛气象局

因撒，全名是干涉合成孔径雷达，是一种遥感测绘雷达技术。GPS设备需要安装到观测的地方，而因撒不需要依赖地面设备，便可以获取我们的地形变化。GPS测量的是设备所在的点在不同时间内的位置变化，而因撒测量的是某个区域在两个时间之间的地形变化（如下图所示）。它的精度也可以达到厘米，甚至是毫米级。但由于遥感信号会受到气候、植被、降雪等许多因素的影响，在一些天气不好或是被大雪覆盖的时节，因撒的使用会很受限。