如松:千年火山正在苏醒,“无夏之年”需要再看看

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2022年1月18日14:17:31
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2022年1月15日,汤加洪阿哈阿帕伊岛附近海底火山发生了大喷发,大量的火山灰和气体直冲云霄形成巨大的蘑菇云,根据weathermodels网站估算本次火山喷发的喷发高度达到了25公里(不同机构报道的喷发高度在19-30公里之间)。说明本次火山喷发出来的火山灰和气体已经穿透了大气对流层(汤加位于南纬21度,估计该纬度对流层高度大致为十五六公里)进入了大气平流层的中下层(平流层的上沿距地面约50公里)。本次火山喷发引发了7.4级地震,因喷发而形成的海啸不仅对汤加各岛以及周边的新西兰、澳大利亚、斐济等国带来了严重的影响,连太平洋周边的日本、美国、加拿大等国都发布了海峡预警。下图拍摄的是15日火山大爆发前云团里的闪电 。

如松:千年火山正在苏醒,“无夏之年”需要再看看

新西兰奥克兰大学火山学教授沙恩·克罗宁16日接受采访时表示,该火山过去几乎每隔千年就会发生一次大喷发,他们通过调查周围岛屿上残留的火山灰等推测该火山在公元200年前后和公元1100年前后也发生过大规模喷发。因此,本次喷发属于千年一次的大喷发。

火山大喷发会把大量的火山灰和二氧化硫等物质送入大气平流层,它们在较短的时间(一两个月)内即会形成硫酸气溶胶,这些气溶胶会随着平流层的环流被输送到全球各地,同时由于平流层环流稳定,所以这些气溶胶会在平流层内持续存在很长时间(一年以上),它们通过阻挡太阳辐射引起近地面温度的下降,这种现象被称为“火山冬天”。高强度的火山喷发会导致严重的“火山冬天”,会对人类文明的进程造成异常严重的威胁。

那么,本次火山喷发会不会给人类带来严重影响?

根据火山的喷发量不同一般将火山喷发分为1至8级,级数越高说明喷发强度越高,每升高1级喷发量增加10倍,参考下图(图片来自中国气象爱好者):

如松:千年火山正在苏醒,“无夏之年”需要再看看

根据过往的经验,5级火山喷发对地球气候一般不会带来明显的影响,达到6级甚至以上就会对地球气候带来比较明显的影响,距离我们今天最近的六级火山喷发发生在1991年。
1991年6月15日下午,菲律宾皮纳图博火山开始大规模喷发,火山喷发指数为6。皮纳图博火山的这次喷发与上一次达到指数为6的喷发相距了500至1000年。

1991年皮纳图博火山喷发的喷发高度达到40公里,向平流层中喷射了约2000万吨二氧化硫,由此形成大量的气溶胶造成太阳辐射量减少约10%,全球平均温度因此而下降0.5摄氏度,对全球气候的影响持续了约两年。

虽然本次喷发对全球的农业活动带来了明显的影响,但还是当代社会可抵御的范围内,并未带来严重的饥荒。

距离今天最近的指数为7的火山喷发则发生在1815年,它就是印尼坦博拉火山大爆发,这也是有明确记载以来最强大的火山喷发,喷发高度居然高达45公里!几乎触及了大气平流层的上沿。

坦博拉位于热带的印尼松巴哇岛上,爆发之前的坦博拉山峰是这片云雾缭绕的山地中的最高峰。这座火山蛰伏已久,被认为是神祇的居所。喷发之前的山坡上星星点点地分布着村庄,附近的农民种植稻米、咖啡和胡椒。

1815年4月5日,火焰从顶峰冒出,大地开始颤抖,持续了长达数个小时,但之后火山又重新陷入寂静,这实际是给当地的人们发出了预警,五天后火山开始剧烈喷发。坦博拉火山喷发从1815年4月一直持续到7月,在长达三个多月的喷发期内,它总共向天空喷出了大约1.4亿吨的熔岩、火山灰和其它物质,随着上亿吨的物质被射向天空,坦博拉原来4100米的山体高度在喷发之后只剩下2850米!整个山峰被削掉了1300多米!火山爆发时的巨响轰天震地。下图就是现在的坦博拉火山口。

如松:千年火山正在苏醒,“无夏之年”需要再看看

坦博拉火山大喷发直接导致印尼无数人失去了家园,数万人丧失了生命。

火山喷发之后滞留在大气平流层中的气溶胶遮蔽了阳光,形成了持续三年的“火山冬天”,导致全球的平均温度下降了1度以上,而1816年欧洲的温度更比常年低3度以上,因此,1816年史称是“无夏之年”,这给世界各地带去了极端的气候事件。

  • 1816年6月,一场暴风雪居然侵袭了纽约北部;
  • 7月和8月,新英格兰的农场受到霜灾的致命破坏;
  • 7月和8月,宾夕法尼亚州西北地区湖里和河里依然还有冰块。

在纽约郊区一个叫做Nicholas Bennet的人记载到,那年5月份,山上还光秃秃的和冬天一样,每天温度还会降到冰点以下;6月9日的地面还是冻结状态;6月12日,教徒们不得不重新种植被霜冻的植物,8月23日,霜冻再次回归。

欧洲更糟,寒冷使得1816年的作物收成基本无望,从英国、爱尔兰、威尔士到德国,四处都是受灾的难民和乞丐,食品价格飙涨。1815年一蒲式耳燕麦价格折合现价美元约为1.55美元,到1816年则飙升到12.85美元。示威、骚乱、纵火和打劫猖獗,让当年成为19世纪的欧洲最差的荒年。

英格兰人直接称1816年是“冻死人年”,而德国人说1817年是“乞丐之年”,由此可见当时欧洲的惨状。

亚洲当然也不能幸免。吉伦·达尔西·伍德在他的著作《坦博拉:改变世界的火山爆发》中追溯了那段灾难的历史,他在书中说到中国南部云南省布满山脉和雨林,有老虎和大象出没,但1816年的夏季却遭到了冬天般的严寒,在7月这个省份“史无前例地下了雪”,稻米种植很快遭到破坏,此后的饥荒延续数年。

因1815年坦博拉火山喷发导致的这场全球性灾难,让世界很多国家和地区都遭到一波接一波的饥荒、疾病和社会动荡,大量的人口死于非命。

达到八级的火山喷发一般被称为是超级火山喷发,距今最近的超级火山喷发发生在大约7.5万年以前。

当时印尼苏门答腊岛的托巴(Toba)超级火山发生了大爆发,这次火山爆发的指数达到了8,科学家估计Toba火山爆发后形成了全球长达6-10年的“火山冬天”,期间全球平均温度降低超过5度,中高纬度降温则超过10度,火山专家美国罗格斯大学新伯朗士威分校Alan Robock教授的数值模拟研究表明,最大的全球降温可能达到了15度。

经过本次火山喷发的摧残之后,当时地球上的人类数量可能降低到了有史以来的最低值——1万至3万,人类演化的进程差点被推到了灭绝的边缘。

本次汤加海底火山喷发从去年12月开始活跃,1月15日的喷发高度不足30公里,所以到现在为止的火山喷发指数应该是5,暂时不会对全球气候带来明显的影响,当然更难以影响人类文明的进程。但这种千年一次的火山大喷发也有一个特点必须警惕,那就是他们的喷发过程一般都会持续比较长时间,比如印尼坦博拉火山在1815年的大喷发前后持续了三个多月,而菲律宾皮纳图博火山从1991年3月就开始活跃,到6月15日才产生最强的爆发,随后还断断续续不断喷发直到1992年7月才平静下来。本次汤加的海底火山活动从2021年12月底开始活跃,目前依旧还处于活跃状态,谁也不能确定15日的喷发已经是最强喷发,因此必须密切关注其后续发展。

一旦未来出现更强的喷发(达到六级以上),必然会引爆深刻的基础能源(包括农产品)危机:第一,农产品大量减产造成供给不足、物价飙涨,甚至导致饥荒;第二,全球气温下降,全社会的能源消耗将急剧增加;第三,太阳辐射强度下降,会大幅度降低太阳能设施和风能设施的发电效率(太阳辐射下降导致风力下降),让人类更加依赖天然气和石油等化石能源,加剧化石能源的供给压力;第四,太阳辐射下降导致牧场生产能力下降,肉类供给下降;第四,当太阳辐射下降时,动植物的疾病必然加剧,影响农产品、畜产品产量,等等。

在千年火山大喷发面前,人类会深刻地体会到自己的渺小。

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  • 本文由 发表于 2022年1月18日14:17:31
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