全球火山同時噴發會怎麼樣（全球多個火山活躍）

2023-05-24 05:17:37

近期

全球多地火山活動活躍

夏威夷冒納羅亞火山、

印尼塞梅魯火山、

義大利斯特龍博利火山

相繼噴發

當地時間12月10日

位於瓜地馬拉首都瓜地馬拉城西南的

富埃戈火山開始噴發

火山熔巖蔓延約800米

火山噴發圖景圖/新華網

火山爆發受哪些因素控制？

跟氣候變化有關嗎？

噴發後氣候變暖還是變冷？

與農業有何關係？

我們一起看看~

01「魔盒」揭開之手

火山噴發是地球釋放內部能量的一種方式。據了解，全球約有1500座活火山，有史以來記錄的火山噴發約600座。幾千年來，火山災害已經奪走了很多人的生命。

火山系統是複雜和動態的。中國地質大學地球科學學院教授馬昌前表示，觸發火山噴發的內部原因主要與巖漿體內部的浮力增加和流動性的過程有關。巖漿儲庫含有足夠多的熱和具有流動性的巖漿，能為巖漿提供足夠的能量到達地表，也為火山噴發提供物質。在儲庫積累過程中，就有可能增加巖漿系統的熱和流動性，促進內部超壓。

12月1日，在美國夏威夷拍攝的噴發中的冒納羅亞火山。圖/新華網

外部原因方面，地球表層環境和氣候變化或許是影響和觸發火山噴發的「罪魁禍首」。當大量冰川融化後，原先冰川施加給巖漿、地殼板塊的壓力會減輕或轉移，從而導致它們變得不穩定。

在活火山區，大規模的冰川融化會加劇火山活動。比如在冰島，與較早的寒冷冰期相比，末次冰期結束後的平均噴發率高達100倍，即冰蓋較厚時，火山噴發較少，因為1000～3000米的冰層厚度就會使冰覆蓋的火山延遲數年至數十年才噴發。

FY-4B靜止氣象衛星洪阿哈阿帕伊島火山灰雲擴散過程監測（2022年1月15日15時45分至21時湯加時）

同時，海平面降低、潮汐應力變化或降水量變化等，都可能成為引爆火山噴發的「導火索」。有研究發現，世界範圍內的火山噴發在北半球冬季時要比夏季多20％，原因可能是進入北半球冬季時全球海平面略有下降。雖然海平面下降時會出現一些火山噴發現象，但是這並不一定意味著氣候變化所導致的海平面上升會抑制火山活動。

此外，降雨量的變化也能引起火山噴發。2001年，加勒比海蒙特塞拉特（Montserrat）島的Soufrière火山噴發，大雨是主要原因。大雨破壞了Soufrière火山穹丘的穩定性，致其坍塌，然後大量巖漿被釋放出來。

火山噴發出的氣體改變了地球的大氣層，其中的溫室氣體還可能引發過度的溫室效應和全球變暖，並導致海洋循環減慢、缺氧和海水酸化等，也可能會產生火山冬天。

02地球的「降溫劑」？

距今約7.5萬年以前，印尼蘇門答臘島的託巴（Toba）超級火山爆發，達到超大規模的8級（火山爆發指數），據估計噴發出了2800立方千米的物質。火山灰的沉積範圍向西一直到印度次大陸和阿拉伯海，向東北方向到達1500～1800公裡的中國南海。

隨之而來的是全球長達6～10年的火山冬天。根據科學家的估測，這期間全球平均溫度降低超過5℃，在中高緯度降溫甚至超過10℃，而全球範圍內最大降溫或達到15℃。這次火山爆發對氣候和人類的影響之大，不禁讓我們想知道火山噴發到底是如何影響氣候的？

12月4日，在印度尼西亞東爪哇省盧馬姜拍攝的正在噴發的塞梅魯火山。圖/新華社

直觀看，火山噴發會產生大量的火山灰，但火山影響氣候並不是通過火山灰，因為火山灰是比較大的顆粒，這些礦物顆粒物質會在火山噴發點周圍逐漸沉降。真正影響氣候的是含硫氣體，包括二氧化硫和硫化氫等。

火山噴發將含硫氣體噴入平流層，經過化學反應後形成硫酸鹽氣溶膠。平流層環流非常穩定，空氣以水平運動為主。在平流層的「幫助」下，局地火山噴發形成的氣溶膠會瀰漫至全球。

這些氣溶膠可在平流層中停留數年之久，它們會阻擋太陽輻射，幫助地球將更多的陽光反射出去，在大氣層內產生冷卻效應，就像給地球打了一把「遮陽傘」，從而導致全球平均溫度下降，這也被稱為「遮陽傘」效應。

顯然，火山噴發對全球氣候影響的大小與進入平流層的硫酸鹽氣溶膠的質量有關。自1950年以來有3次大規模低緯度火山噴發：1963年阿貢火山噴發、1982年埃爾奇瓊火山噴發、1991年皮納圖博火山噴發，大約有幾百萬噸甚至幾千萬噸二氧化硫進入平流層。這三次火山噴發均造成了之後1～2年的全球氣候異常。

平流層注入示意圖

此外，火山噴發還可能引發厄爾尼諾事件，以此影響全球氣候。有研究發現，火山爆發會增加厄爾尼諾事件發生的可能性，同時也跟火山爆發前的海洋狀態有關。另外火山爆發所處的地理位置也是影響厄爾尼諾事件的重要因素。然而，目前有關這方面的研究尚存在很多爭議，需要進一步研究。

火山噴發既然能給地球降溫，那麼其能否抵消全球增暖趨勢呢？歷史記錄表明，單一火山事件的噴發，其直接影響氣候的時間一般持續1～2年，因此不足以改變全球長期增溫趨勢。但如果在一定時期內，火山爆發頻率集中增加或者減少，則足以造成這個時期的氣候異常。例如，關於中世紀暖期（900—1300年）小冰期（1550—1850年）的成因，一般認為前者是由於火山爆發的頻率較低，後者則是因為火山爆發的頻率較高，此外太陽輻照度的變化也有影響。

除了給全球降溫外，火山噴發還能夠給世界很多地區帶來顯著的降雨變化。在歷史上，多次高強度大範圍乾旱事件均與火山噴發存在聯繫。火山噴發後，由於地表溫度降低，造成水汽減少，因此從全球平均來看，降雨是減少的。

03農業的「雙刃劍」

在許多人眼中，火山有著地球上最富毀滅性的力量，但死氣沉沉之下亦有生機，對農業來說尤其是如此。

火山噴發與農業減產之間的因果關係有理有據。1815年4月15日，坦博拉火山爆發，次年全球氣溫平均下降0.53℃，史稱「無夏之年」，歐洲、北美、亞洲均出現大面積作物歉收和饑荒。1991年6月15日，菲律賓皮納圖博火山噴發，使北半球平均氣溫下降約0.50℃～0.60℃，全球氣溫下降約0.40℃，導致美國多種作物產量下降……

這些可怕的結果不是一蹴而就的。一般來說，火山爆發達到一定強度，就天然給影響範圍內的農業生產壓上了三座「大山」。

第一座山叫「火」。擁有極高溫度的熔巖流在地表，所到之處，寸草不生，更不用說莊稼了，這是最直觀也是最酷烈的影響。

第二座山叫「灰」。雖然叫「灰」，火山灰卻絕不是輕飄飄的塵埃，而是巖漿中誕生的數量龐大的火山碎屑物。幾十釐米的火山灰就能壓塌一棟建築，而對於處於灌漿時期的農作物來說，哪怕是覆上0.1毫米都會導致絕收。

第三座山叫「氣」。火山噴出高濃度聚集的二氧化碳氣體可能會使農作物和牲畜窒息死亡，更可怕的是，其噴發釋放的二氧化硫氣體上升進入平流層，形成的硫酸鹽氣溶膠可在平流層中存留數年之久，通過散射和吸收太陽輻射影響全球氣候變化。此外，二氧化硫氣體還可能在火山的下風區域形成酸雨，導致作物減產。

當然，若是把時間尺度再拉長一些，數年、數十年甚至數百年後再看，火山灰將沉降、分解形成肥沃土壤，含有大量農作物需要的磷、鉀等成分。大洋深處噴出的火山熔巖開疆拓土，冷卻形成堅硬的巖石，又不斷堆砌最終露出海面成為島嶼。伴隨著活躍的火山而生的大量熱水及熱氣蘊藏於地下，為水產養殖、農用溫室等提供源源不斷的熱能。