【未解之謎】如果黃石火山爆發

為什麼地球上會有火山?歷史上的火山爆發差點滅絕人類?黃石超級火山近年異動,發出何種警訊?新的冰河期還有多遠?(《未解之謎》提供)
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最近幾年地球的地質運動變得頗為活躍。特別是2022年1月15日,南太平洋島國湯加發生海底火山的爆發,更是讓全球看到超強火山爆發的威力。美國宇航局NASA表示,其威力如同650顆廣島原子彈。湯加火山不僅在天空中產生了巨大的蘑菇雲,還在太平洋上掀起了海嘯。

其實,近些年媒體都曾報導,日本的富士山火山,以及美國的黃石超級火山出現異動的情況,它們似乎在醞釀著一場驚人爆發。這些火山會爆發嗎?會產生什麼後果?今天,我們就和大家一起來探討下火山這個話題。

地表以下有什麼?

在談到火山成因之前,我們需要先來了解下地球的結構。按照現代科學的認識,地球主要分為幾層,最外面的就是地殼(qiào),我們熟知的陸地、海洋就在這上面。地殼並不是一個完整的外殼(ké),而是由許多板塊組成的,比如:歐亞板塊、北美板塊、太平洋板塊等等大板塊,還有很多小板塊和微板塊。而這些板塊之間一直發生著相互接近或者相互疏遠的運動。

地殼下面的一層叫地幔。而地幔上層主要是岩石,而往下一些,則有一個軟流層,裡面流淌著岩漿,因為靠近地心溫度變高,岩石被融化成液體狀態。而軟流層往下,就又是固態岩石了。因為雖然溫度越接近地心越高,但是壓力也越來越大,因此岩石又固化了。

再往裡就是地核了。人類通過地震波的傳送推測出,外地核是熔融狀態,主要成分是鐵、鎳等金屬,它使得地球具有了磁場,保護了地球表面的生物。而內核據推測極可能是固態鐵。

不得不說一下,這種對地球的認識來自於物理學、地震學,以及天體隕石提供的一些證據,以及在此基礎上的推理,真實的地球結構,還沒有人見過,因為人類目前對地球的鑽探行動,連地殼這層都沒有挖穿。也有人說地球其實是空心的,這是都市傳說,還是被隱藏的真相?我們以後找機會和大家聊聊這個話題。

火山是如何形成的?

那麼當前的科學體系對火山是如何形成的,有何解釋呢?科學家表示,火山的成因有多種。

第一種,就是板塊相互遠離,地殼部分變薄,岩漿就從這個薄弱部分噴湧而出形成火山,典型的例子就是在大洋中形成的火山,叫「中洋脊」。北歐五國之一的冰島,其實就是大西洋中洋脊裂谷溢出的上地幔物質堆積而成的,屬於火山島。冰島上面現在還有很多活火山,時不時小型噴發一下,刷一下存在感。另外,冰島的地熱資源也因此非常豐富,溫泉相當著名,建議大家有機會去體驗一下。

讓我們回到火山成因。第二種呢,就是海洋板塊和大陸板塊的之間相向運動造成的。一般海洋板塊都比大陸板塊地勢低,這樣海洋板塊就俯衝入大陸板塊中。海洋板塊中的岩石被大陸板塊下面的岩漿重融,產生高壓水蒸汽,這樣岩漿壓強變大,在大陸板塊上面找到突破口,形成火山島。日本的富士山就屬於這一類。

第三類叫熱點火山,就是說有一些火山並不位於板塊的交接處,例如美國黃石火山,還有夏威夷群島。火山學家稱這些火山是坐落於「熱點」上。目前熱點的作用機制尚不清楚,但科學家普遍認為熱點是由地幔底部上升的「熱柱」造成。當板塊在熱點上做水平移動時,因為板塊動,「熱點」不動,便會形成一連串的火山。這樣作用連續發生後,會造成一系列的火山島群,而離熱點越遠的火山其生成年代越老。

火山噴發的後果

就如同地震有不同強度的震級一樣,火山爆發也有衡量其嚴重程度的指數,叫VEI(Volcanic Explosivity Index)。它主要以火山噴出物的體系為衡量標準。指數每增1級表示火山爆發威力大10倍。

0至4級,都算是輕量級的。從第5級開始,破壞性就逐級激增。比如說第5級,火山噴發物有1立方公里,就是長寬高各1000米這麼大體積的物質。我們在之前的節目中,曾經為大家介紹過龐貝城的故事。龐貝城建於公元前600年,座落於意大利沙諾河畔。公元79年,維蘇威火山爆發,火山灰一夜之間將龐貝吞噬。人們後來發現,掩埋龐貝城的火山灰有將近7米深。而維蘇威火山那次爆發的VEI指數就是5級。在近代,也有一次5級火山爆發的經歷。在1980年5月18日,美國華盛頓州斯卡梅尼亞縣境內的聖海倫火山突然爆發,火山爆發引發的大規模山崩使山的海拔高度從爆發前2950米下降到了2550米,並形成了1.5公里寬、125米深的馬蹄形火山口。而這次爆發也成為美國歷史上死亡人數最多、經濟損失最為慘重的一次火山爆發。

VEI指數為6級的火山爆發,火山噴發物達到10立方公里。最具代表性的是1600年秘魯的瓦伊納普蒂納火山爆發。那是南美洲有史以來最大的火山爆發,持續了十多天,對全球都造成了重大影響。是什麼呢?根據樹輪檢定,此次爆發造成全球在1601年氣溫異常寒冷。俄羅斯在1601年至1603年間發生最嚴重的饑荒,大約三分之一人被餓死。法國的葡萄酒收成日期延後,德國與秘魯的葡萄酒釀酒業崩潰。而在中國史書記載中,也曾提到出現桃花晚開的現象。

那麼為什麼大型火山爆發會造成氣候變冷呢?因為火山噴發時,會噴出大量的火山氣體,其中包括二氧化硫。

如果二氧化硫進入大氣的對流層,那麼就會在空中形成酸雨,最終落回地面,這對人是有害的。但是危害性更大的,則是二氧化硫進入平流層。科學家認為,硫化物會在平流層形成氣溶膠,並留在那裡長達1─3年的時間。這個氣溶膠會大幅反射太陽光,從而導致全球氣溫下降。我們之前做過一期關於金星的節目,裡面就曾提到金星之所以那麼白亮就是因為金星硫酸雲反射了70%的太陽光。

而VEI指數越高,火山威力越大,噴發物越多,在平流層形成的氣溶膠越厚,對應的全球氣溫下降越明顯。比如,1815年印尼坦博拉火山發生了人類歷史上最大規模的火山爆發,釋放了超過1000億立方米的物質,VEI指數為7級。這次爆發造成全球氣候異常,遠至北美洲和歐洲的氣候也深受影響,1816年成為「無夏之年」。北半球農作物欠收,家畜死亡,導致19世紀最嚴重的饑荒,其中中國清朝雲南也出現嚴重饑荒,史稱嘉慶雲南大饑荒。

而如果發生VEI 8級的火山爆發,那地球很有可能進入冰河期,整個人類都因此處於滅絕的邊緣。有專家推測,在公元前7.5萬年,印尼的多峇火山曾出現VEI 8級爆發,導致當時全球人類大規模縮減,僅剩大約1萬人。

其實,火山大爆發不僅會造成全球變冷,還可能造成全球變暖。因為火山大爆發時,大量的岩漿會釋放出很多的二氧化碳,如果這些二氧化碳無法被吸收或排放出去,就會造成嚴重的溫室效應。同樣是在金星那期節目中,我們就曾介紹,科學家推測金星表面如地獄般炎熱,就是金星火山大規模爆發造成的。

如果黃石火山爆發?

黃石火山目前被認為是全球唯一一座活躍的超級火山。什麼是超級火山?就是指能夠引發極大規模爆發的火山。

在歷史上黃石火山爆發過三次。而美國黃石公園的所在地就是由三次大規模火山噴發形成的。黃石火山最後的一次爆發是在64萬年前,VEI指數8級,形成了現在黃石公園內的黃石火山口,其火山灰直接落到了墨西哥灣。

近幾年該地區地質的異常變動頻繁,包括地震,地表隆起,水位不正常增減等,都引起科學界的關注。專家預測如果黃石火山再度爆發,強度會是我們之前提到的1980年聖海倫火山爆發的2500倍。會帶來什麼後果呢?科學界以全球氣溫變冷做了推演。

首先火山灰會覆蓋全美3/4的面積,火山灰會引起大量暴雨、爆發泥石流,壓垮民宅,並且火山灰將導致電子設備失常,通訊、交通等全面癱瘓。大多數人將因為吸入有毒氣體,或者吃了受污染的水、食物而斃命。其次,巨量的硫化物氣溶膠將在兩週內覆蓋全球,導致全球平均氣溫下降12─15℃。赤道附近可能持續2─3年積雪。大部分人類和動植物都會在寒冷與飢餓中走向滅亡。

雖然科學界表示,沒有跡象顯示黃石火山會在未來幾年爆發,讓大家稍稍安了點心,但是科學家又表示,人類目前並沒有能力預測黃石火山到底何時會再次噴發,而且目前也沒有可以阻止黃石火山爆發的技術。唉,只好把心又提了起來。

說到這裡真是很感慨。隨著科技的發展,人心也越來越膨脹,很多人以「人定勝天」這樣狂妄的心態看待萬事萬物,認為人類是宇宙的主宰,甚至妄想扮演造物主的角色。然而,上天只需要點燃引爆黃石火山的導火索,就能輕易將人類從歷史上抹去。

就像我們之前提到的龐貝城,當時城市非常繁華,龐貝人認為人是沒有靈魂的一團物質,要及時享樂。於是,人們過著機器極其淫逸的生活。比如因為覺得吃人肉的海鱔味道鮮美,就宰殺奴隸餵養海鱔。城市中到處充斥著淫亂色情的塗鴉,妓院更是隨處可見。龐貝人在鬥獸場觀看人獸激戰,毫無憐憫之心。他們或許也以為生活就會這樣一直繼續下去,結果一場VEI5級的火山爆發將一切結束……

回顧人類歷史上那些毀滅性的時刻,不難發現,在大自然的面前人類是如此無力,其實我們生命中的每一天都是上天對我們的恩賜,唯有好好珍惜,才能走得更遠。

好了,今天的節目就和大家分享到這裡。未解之謎,我是扶搖,我們下期見。

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責任編輯:李梅#

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