香港中文大学地球与环境科学系的最新研究，首次揭示海底火山爆发时的独特“噼啪声”源自炽热熔岩与海水交互作用所产生的气泡内爆过程，而并非科学界认为源自岩浆气体或裂缝破裂。这些声响可透过水听器与地震仪等声学设备在数十公里外探测，此发现有助远程追踪熔岩流动，以监测全球海底火山活动的动态。研究成果近日已在国际权威期刊《科学进展》上发表。

海底火山主要分布在洋中脊、热点和岛弧地带。由于深海环境难以进入，科学家对其爆发机制所知甚少。在全球已确认的近一万次火山爆发中，只有约百分之三发生在海底并成功被记录。传统监测技术如卫星影像或遥控潜水器虽具一定效能，但成本高、覆盖范围有限，难以实现即时追踪。因此，研发更准确的远程监测方法，是当前科学界的研究重点。

由地球与环境科学系陈衍佐指导的博士生王培锋领导研究团队，以美国西岸外海的Axial海底火山为案例，分析了2015年爆发期间记录下的逾二万次爆裂声讯号。团队透过地震波形、热传导计算与地质观测综合分析，首次发现爆裂声源自炽热熔岩喷涌而出、吞噬沿途海水的过程，使其瞬间汽化成气泡，而这些气泡在深海巨大压力下迅速内爆，产生独特的冲击声波，其声音与热油煎炸豆腐时的爆裂声相似。

王培锋解释指，科学界一直争论这些爆裂声讯号究竟源自岩浆气体、裂缝破裂，还是化学反应。“我们的研究显示，爆裂声是由海水汽化后的气泡内爆导致，从而解决了长期悬而未决的学术谜题。这些内爆就像海底的‘爆谷’或‘小炮仗’，每一次声响都标记了熔岩与海水剧烈交互作用的瞬间。”

研究还发现，当火山位于海底深度超过三千米时，爆发时产生的‘噼啪声’显著减少，这是因为极高的水压抑制了海水的汽化过程，从而降低了气泡内爆的频率和强度。

这项新发现为远程监测海底火山活动提供了低成本且易于普及的工具，并有多种应用潜力，包括可即时监测海底灾害，协助预警可能影响跨洋海底电缆、航运及沿岸社区的潜在灾害风险；弥补全球火山记录不足，透过声学讯号可记录隐匿的熔岩流路径；推动海洋地球科学发展，加深对海底火山如何塑造海底地貌与生态系统的认识。

陈衍佐指出，倾听深海的“声音”就能在远距离追踪熔岩流的演化，这是过去无法想像的监测方式。团队计划将这种方法应用至更多海底火山研究，并与国际海洋观测网络合作，建立更完善的水下即时声学监测系统。随著深海缆道观测与自主声学浮标的发展，科学家有望像利用卫星监测陆上火山一样，实现对全球海底火山的持续“声学追踪”。