位于南太平洋岛国汤加以北约65千米的海底火山,于1月14日开始陆续有火山喷发,直径近500千米的火山云团直冲20千米高空,产生巨大冲击波穿过半个地球,引发巨浪和海啸传遍太平洋 。
火山学家称这次汤加火山爆发“千年一遇”,我们恰好赶上了 。
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此次汤加火山爆发的VEI(火山爆发指数)可能达到6级 。而1815年印尼坦博拉火山爆发达到7级,导致1816年成为“无夏之年” 。
那些VEI达到8级的超级火山,会给地球生命带来什么致命灾难和特殊礼物?
▼地幔热对流导致火山喷发示意图
超级火山爆发致全球“无夏之年”
灾难与火山爆发如影随形 。
此次汤加海底火山史诗级喷发,释放的能量堪比1000枚广岛原子弹,但还称不上超级火山 。通常,爆发物质超过1000立方千米的火山,被称为超级火山 。
▼汤加火山爆发瞬间
超级火山的爆发可以瞬间改变全球,甚至威胁人类文明 。它们喷洒出的火山灰扩散范围可达方圆数千千米,火山灰中的含硫物质会导致大气中的硫酸含量达到2000兆~4000兆吨,相当于全球每年所有工业含硫物质排放总量的25倍多,可使海水温度骤降6摄氏度左右 。
大量的火山灰及火山气体进入大气圈平流层后,会形成火山气溶胶随风系和涡流飘移,持续时间可达10~15年之久,可导致太阳总辐射及地表温度降低 。观测表明,每次大规模火山喷发会造成地表温度2~3年的降低 。
1815年印尼坦博拉火山爆发,造成1816年全球气候异常,纽约州在夏季中期发生霜冻,新英格兰、纽芬兰和拉布拉多则在6月降雪,德国在8月出现霜冻,中国南方地区出现六七月降雪,使1816年成为全球“无夏之年” 。
此次汤加火山持续喷发,烟柱超过万米,火山灰已冲入平流层,必将对气候产生一定影响 。有专家称,这种影响很有限,因为汤加火山是海底火山,总喷出物只有坦博拉火山的两百分之一,所喷出的40万吨二氧化硫,也只是1991年皮纳图博火山的四十分之一 。
火山活动是生物大灭绝的主要“凶手”之一
地球历史上发生过无数次生物小灭绝事件,更有5次生物大灭绝事件:奥陶纪、泥盆纪、二叠纪、三叠纪及白垩纪生物大灭绝 。其中最惨烈的是二叠纪生物大灭绝,约有90%的生物灭绝,地球一度回到了生命刚刚诞生之时的模样 。这些生物灭绝事件,火山活动是重要因素 。
在距今2.5亿年的二叠纪,各个大陆连接在一起,形成盘古超大陆 。由于地热存在,使得盘古超大陆逐渐松动,引发超级地幔柱喷发,断断续续持续了几十万年 。
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其间,熔融的岩浆从火山中喷发出,来不及躲闪的生物被瞬间吞没 。火山爆发后大量二氧化硫融入大气层,形成硫酸或盐酸落下,致使地球大面积区域寸草不生;火山爆发释放的另一种气体二氧化碳,则导致大量生物窒息而亡,还导致地球温度急剧变化,来不及适应环境的动物也因此倒下 。在大灭绝之后的200万~300万年,地球逐渐恢复生机 。
▼火山喷发与环境气候响应关系示意图
在中生代末期,由大陆板块活动引发的全球性火山事件,引起持续性的全球性的火山喷发,产生大量的岩浆、尘埃和有毒气体,直接或间接导致恐龙灭绝 。
此外,火山活动时,埋藏海底的天然气水合物可能进入非稳定状态,释放出巨量的甲烷气体,进入海水,会使海水处于缺氧状态,导致海洋生物大量死亡;进入大气,会引起气爆、引发火灾,造成陆上动植物大量死亡 。更重要的是,甲烷对温室效应的影响是二氧化碳的20倍,会使气候在较短时间内发生重大变化,造成包括恐龙在内的中生代末期生物大绝灭 。
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