這座超級火山爆發後,地球上只剩下了不到1萬人? _人類_大氣層_博拉


▎藥明康德內容團隊編輯

上週末,一場劇烈的海底火山噴發,讓太平洋島國湯加成為全世界聚焦的中心。 1月14日,洪阿哈阿帕伊島的海底火山噴發;1天後,這座火山再次劇烈噴發,直徑約5千米、高20千米的火山灰柱籠罩在火山上空。此後,受火山導致的海嘯影響,湯加全國的通訊一度完全中斷;同時,海嘯不僅襲擊了湯加,還波及了太平洋沿岸的諸多國家……

▲湯加火山噴發釋放了大量火山灰和氣體(圖片來源:NOAA)

200年前:「無夏之年」

1815年4月10日,一聲巨響劃破天空,近現代歷史上最劇烈的一次火山噴發頃刻間到來。一團巨大的烏雲籠罩在天空中,其中裹挾著大量火山灰、氣體,還有從山頂削下來的碎屑。因為這次噴發,坦博拉火山的山頂被削下了驚人的1200米。

按照火山爆發指數(VEI),這次噴發達到了7級,是有記載以來強度最大的一次。滾燙的熔岩覆蓋率這座島嶼,火山引發的海嘯淹沒了一旁的小鎮……據歷史記錄,坦博拉火山噴發直接帶走了超過1萬人的生命。

▲火山噴發後形成的多巴湖(圖片來源:NASA/public domain)

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炙熱的火山噴發,為什麼會讓地球變冷?對於這個問題,我們需要考慮的是:火山噴出的什麼成分,對氣候產生了影響?

你首先想到的或許是火山灰。的確,超級火山噴發之後,火山灰遮天蔽日,比如在坦博拉火山事件中,一周之後,在數百千米之外,天空依然是被灰黑的火山灰籠罩。大氣層中的火山灰可以阻擋陽光射向地表,起到降溫的作用。但問題是,火山灰在大氣層的停留時間很短,往往在幾天到幾週之內,它們就會落下。

而真正對氣候造成更深遠影響的,是釋放至平流層的二氧化硫氣體。二氧化硫會在平流層中轉變為硫酸,後者迅速凝結,形成硫酸鹽氣溶膠。這些氣溶膠與火山灰一樣,增加了大氣層對太陽輻射的散射,因此直接抵達地表的能量減少了。重要的是,這些氣溶膠在大氣層中停留的時間遠超火山灰,可以達到2~3年,因此能隨著大氣循環持續影響全球氣候。

▲火山釋放的二氧化硫跟隨大氣循環的示意圖(圖片來源:USGS)

7萬年前:人類瀕臨滅絕?

根據地質記錄,這次火山噴發釋放了2000~3000立方千米的物質,火山爆發指數達到了代表「超級爆發」的8級。計算機模擬顯示,多巴火山噴發使得全球氣溫下降3~5℃,全球進入冰川時期。這一點也得到了地球化學證據的支持:在此後的1000年中,地球都處於較冷的氣候中。

而這次火山噴發最為人熟知的,是它有可能險些讓全人類面臨滅頂之災。

根據遺傳瓶頸理論,在5萬~10萬年前,人類種群數量一度大幅下降,最少時甚至不足1萬人,整個人類一度處於滅絕邊緣。今天的部分遺傳學證據支持了這一點:有研究認為,現代人類的遺傳差異表明,大約7萬年前,1000~10000對人類配偶的交配造就了今天的人類。

Ambrose教授提出,多巴火山釋放的大量二氧化硫導致了持續10年的火山冬天,從而摧毀了地表植被的生態系統,也讓缺乏食物的人類數量急劇下降。

多巴火山是否造成了人類生存危機仍然懸而未決,但當我們將視野投向數億年的地球生命演化歷史,會看到多次大規模的火山噴發造成生物大量減少,乃至近乎消失。例如,地球歷史上最大規模的生物滅絕事件——大約2.5億年前,造成95%海洋物種、70%陸生物種消失的二疊紀末期大滅絕,直接原因就是西伯利亞大規模的火山噴發。

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▲1991年的皮納圖博火山噴發被成功預測(圖片來源:Dave Harlow/USGS/public domain)

對於那些在歷史上的火山噴發中消失的生命,包括在近代史上喪命於火山的人類,這些噴湧的巨獸似乎無法阻擋,只能任由天命。隨著現代科學的發展,眾多火山活動的監控、預測成為現實。 1991年,對皮納圖博火山噴發的成功預測,就儘可能降低了當地的人員傷亡。

參考資料:

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