全球大约有1500座活火山,平均每年有50到70座次在喷。这个节奏已经持续了不知道多少年,地球照样转,人类照样上班。
所以真正让人心里发毛的问题不是“火山会不会喷”,而是另一件事:假如某一天,这1500座火山约好了,同一时刻全部开火,会发生什么。
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这个问题听着像灾难片剧本,其实火山学家真能算。他们手里有一套现成的工具,叫火山爆发指数,简称VEI,从0级排到8级,每升一级,喷发的威力大约翻十倍。
8级叫超级喷发,喷出物超过1000立方千米,喷发柱能捅到50公里以上的高空,这样的级别几万年才轮到一次。人类有文字记录以来,最高只碰到过7级。
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先把地球的火山家底摊开看。环太平洋火山带全长4万多公里,绕着太平洋画了个不闭合的圈,圈上坐着512座活火山,占全球活火山的八成左右。
这条带子从南美的安第斯山一路北上,穿过中美洲、北美西海岸、阿拉斯加,再折向堪察加半岛、日本列岛、菲律宾和印度尼西亚,最后落到新西兰。
剩下那些散在各处的,还有大洋中脊、东非裂谷和地中海一带。真要是同时点火,场面确实够看,可真正决定后果的不是火光,而是喷出去的东西。
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火山影响气候,靠的不是火山灰。灰是些大颗粒矿物,喷出来没多远就沉降了,落得最多的是自家门口。真正能搅动全球的是含硫气体,二氧化硫和硫化氢这一类。
它们被送进平流层以后,经过化学反应变成硫酸盐气溶胶。平流层里空气以水平运动为主,环流很稳,于是一处喷出来的气溶胶能顺着这层“传送带”铺满整个地球。
这些细颗粒能在天上待好几年,把太阳光反射回太空,地面收到的热量就少了,全球平均气温跟着往下走。学界管这个叫“遮阳伞”效应。
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这把伞能遮多大,得看硫往平流层里送了多少。1950年以来,低纬度有过三次像样的喷发:1963年阿贡火山,大约800万吨二氧化硫进了平流层;1982年埃尔奇琼火山,约700万吨;1991年皮纳图博火山,约2000万吨。
这三次之后的一到两年里,全球气候都出现了异常。可即便是皮纳图博这个量级,全球平均气温也只降了零点几度,一两年后气溶胶散尽,温度又慢慢回到原来的轨道。
单一一次喷发,影响时限基本就在一到两年,撼动不了长期的增温趋势。
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那要是把历史上最狠的几次叠一块儿呢。约7.5万年前,印尼苏门答腊的托巴火山来了一次8级超级喷发,估计喷出2800立方千米的物质,火山灰往西盖到印度次大陆和阿拉伯海,往东北飘到1500到1800公里外的中国南海。
喷发之后,全球出现了长达6到10年的火山冬天,期间全球平均温度降低超过5摄氏度,中高纬度降温超过10摄氏度。
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1815年坦博拉火山7级喷发,喷入空中的火山灰和碎石估计有170立方公里,约1300亿吨,全球气温平均下降0.53摄氏度,第二年北半球就赶上了“无夏之年”,农作物大面积减产,多地闹起饥荒。
1883年喀拉喀托火山喷发,引发近40米高的海啸,摧毁数百个村庄和城镇,36417人遇难,全球平均降温0.6摄氏度。
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中科院大气物理所的研究团队做过一项工作,他们用气候系统模式的过去千年模拟试验数据发现,火山喷发后次年地表冷却的幅度和喷发强度之间,存在显著的准线性关系,模式算出来的降温幅度和空间分布,跟观测对得上。
拿这个关系去推汤加火山,2022年1月15日洪阿哈阿帕伊岛那次喷发往平流层送了约40万吨二氧化硫,估算下来,次年全球平均地表温度只降了0.004摄氏度,这个幅度落在气候系统自身波动的范围里,连个水花都算不上。
方法就摆在这儿:知道喷了多少硫,就能算出降温多少;知道降温多少,就能往下推农业、水资源和生态的连锁反应。
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真要是1500座一起开火,麻烦会集中在几个地方。
第一是硫的总量,这个量级远超人类观测过的任何一次,气溶胶浓度高到一定程度,遮阳伞就会变成厚棉被,全球降温可能持续数年甚至更久,季风区的降水会明显减少,中国东部、北部以及印度北部的干旱事件会增多。
第二是局地的直接灾害,火山碎屑流、火山泥流、落石和火山灰荷载,会先把火山周边几十公里内的一切清空,航空业会因为灰云大面积停摆。
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第三是海洋,大量火山物质入海会改变海水化学,影响浮游生物,进而牵动整个食物链。至于人类能不能扛住,答案不在火山身上,在人自己身上。
皮纳图博喷发前,科学家提前三个月监测到地质异常,据此撤离了约25万人,伤亡被压到了很低的水平。火山喷发属于小概率事件,可一旦强度到了某个份上,就是典型的“小概率高影响”,国际上通常都备着预案。
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地球不会被1500座火山喷垮,它经历过比这更狠的场面,托巴那次之后照样长出了森林,养活了人。
真正需要担心的是人类社会的脆弱环节:粮食储备够不够撑过几个减产年,预警系统能不能在喷发前把消息送到该到的人手里,跨国的应急协作能不能在通讯和航运受阻时照常运转。
火山学家算得出降温几度,算不出人类会不会提前把粮仓填满。
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