探秘超級火山

四位在專業上各有所攻的科學家，從不同的領域出發，循著各種蛛絲馬跡，最終殊途同歸地追蹤到地球有史以來最大的一次超級火山噴發——其噴發現場足以令神怪小說中描寫的“地獄”也相形見絀。

目前全球有1000 多座活火山，每年大約有50 次火山爆發。最著名的活火山有意大利的維蘇威火山（歐洲大陸唯一的活火山）、菲律賓群島的匹那圖博火山，以及美國的圣海倫斯火山等。然而，與另一種極具破壞性的火山——超級火山相比，這些“威震四海”的普通火山簡直不值一提。

超級火山平時只是靜靜地隱身在地殼之下，一旦蘇醒，能夠在短時間內釋放出比普通火山噴發多出千萬倍的能量，摧毀數以萬計的生命和各種堅固的建筑，噴射出的火山灰和有害氣體甚至可以覆蓋整個大洲。一直以來，人們對這種“超級怪物”不甚了解，這更大大增加了它們的危險性。

四位在專業上各有所攻的科學家，從不同的領域出發，循著各種蛛絲馬跡，最終殊途同歸地追蹤到地球有史以來最大的一次超級火山噴發——其噴發現場足以令神怪小說中描寫的“地獄”也相形見絀。按照這幾位科學家的描述，大約在75000 年前，一場超級火山噴發使地獄之火一直蔓延到大約1/4 的地球，饑荒和死亡如影隨形，人類賴以生存的星球甚至還因此進入了漫長的冰川時代。

科學家是在被厚厚的冰雪覆蓋著的北極圈苔原地帶，無意中撩開了這座超級火山的神秘面紗的。

一個石破天驚的秘密

距今75000 年前，地球大氣中充斥著數量驚人的高濃度硫酸。它們從何而來？

為了及時了解格陵蘭島冰層的變化情況，科學家每年都要到北極圈凍土地帶采集冰層信息。這些冰層是10 多萬年以來由無數次的降雪堆積形成的。每一次降雪都記錄下了當時大氣中相關的化學物質的構成情況。隨著時間推移，片片雪花在重壓下變成冰層，冰層逐漸加厚，如今已經超過1600 米。科學家通過鉆探技術采集冰柱，以便了解過去年代的大氣構成情況。一般說來，鉆探的深度越大，能夠回溯的時間就越長。

氣象學家格雷是一位解讀古老冰層信息的高手，他可以通過分析某地區冰柱的“年輪”，破譯此地相關年份的大氣中化學物質的變化情況，還可以據此進一步分析出該地區氣溫及氣候的階段性變化情況。然而，在北極，格雷遭遇了平生中的第一次打擊——在一塊有著數萬年歷史的冰塊中所蘊藏的信息，顛覆了他頭腦中有關冰層研究的原理。

這塊記錄著75000 多年前的地球大氣信息的冰塊顯示，在當時的地球大氣中，充斥著一種劇毒物質——高濃度硫酸。通常，大氣中的硫酸物質含量非常低，可這塊冰卻顯示，當時在大氣中有2000 兆～ 4000 兆噸硫酸，數量大得驚人，大致相當于目前全球每年所有工業含硫物質排放總量的25 倍多。

格雷的發現引起了相關研究者的關注：距今75000 多年前，地球上巨量的硫酸物質從何而來？又是如何被釋放到大氣中的？在黃色的毒霧籠罩下，地球生命經歷了怎樣的災難？簡而言之，我們的地球家園在當時究竟遭遇了一場怎樣的巨變？

當時，格雷并不知道，在數千公里之外，在海洋深處的一個意外的發現也令科學家們感到疑惑不解。和格雷一樣，地質學家麥克· 雷皮諾也在研究地球的氣候變遷史，但他不是在冰雪中，而是潛入深海，通過研究洋底沉積物質尋找破譯的密碼。洋底不同深度的沉積層中，其物質構成和色彩等方面存在差異，反映出不同時期溫度和氣候的變化情況。雷皮諾擅長通過沉積層中有孔蟲外殼化石的狀況來解讀氣候變化。有孔蟲的外殼在生成過程中從海水中吸取相當數量的氧，這些氧因質量不同而被分為兩種同位素：氧16 和氧18。通過測量有孔蟲外殼中兩者的比例，雷皮諾就能夠推測過去數千年間海水溫度的變化。

雷皮諾比照全球不同海域的采樣，發現有孔蟲外殼中的氧同位素比率普遍比較穩定，說明海洋的水溫在相當長的時間內變化不大。然而，有一天，雷皮諾發現了異乎尋常的情況：在地球歷史的某一時期，氧同位素比率一反常態——海水溫度驟然下降，短短幾千年間（相對于地球45 億年漫長歷史而言），海水溫度竟下降了近6 攝氏度。

從常理上推斷，這種突如其來的變化決不可能是氣候更替造成的，因為氣候引起的水溫變化通常更為緩和，變化趨勢也更具持續性。

這種急劇的變化仿佛是有“一只手”撥弄了開關，把全球氣候由炎熱一下子帶入寒冷。如此看來，在氣候突變的背后，一定有一場巨大的災難。雷皮諾推測，變化的源頭有可能是——寒冷冰期的突然降臨。

按照雷皮諾的推算，這次全球海洋水溫的陡降大約發生在距今75000 年前，這恰巧與格雷發現的奇怪現象（大氣中含有超量硫酸物質）出現的時間一致。兩個研究領域毫不搭界的科學家，兩個毫不相關的異常自然現象，在同一時間點交匯，這僅僅是一種巧合嗎？

一般說來，能夠造成全球性氣候突變的自然因素屈指可數。一種可能是小行星。小行星在撞擊地球的瞬間，會造成大量塵埃物質彌漫在大氣層中，遮擋陽光，導致地表熱量減少。不過，小行星撞擊地球不會生成硫酸物質。另一種可能是火山噴發。火山噴發會生成污染大氣的硫酸物質。

但問題是，在人類有史以來對火山的所有紀錄中，即便是規模最大的火山噴發，其生成的硫酸物質頂多也只相當于格雷測算總量的一小部分。

如果真有這么大規模的火山噴發，其作用能使氣溫迅速下降并讓有害氣體遍及全球，那么這座火山爆發時的猛烈程度必然遠遠超出有案可查的所有火山，甚至是它們的數千萬倍。

如此宏大規模的火山爆發真的存在嗎？又一位科學家走進了這個神秘的前沿領域。

神秘火山何處藏身

只有大規模火山噴發才有可能讓有害氣體遍及全球。那么，是哪一座火山呢？

約翰·維斯特是一名資深的火山勘探專家，他擅長通過火山灰辨識火山噴發的源頭，進而了解全球火山的活動情況。只要給他一定數量的火山灰，他就有本事準確地告知樣本采自哪一座火山。整個過程類似于科學家憑借DNA 信息進行身份鑒定。

在維斯特看來，每一座火山噴發出的火山灰都是獨一無二的，源頭不同，火山灰中巖石碎片和各種礦石的混合比例情況也不同。在過去幾十年間，維斯特借助火山灰成功地對散布全球的火山逐一對號入座，贏得了業內人士的認可。但是，在1990 年，維斯特突然遇到了難題。

人們從世界不同地區搜集火山灰，把樣品送到維斯特的手中。他在對一批樣品進行分析時吃驚地發現，這些采自世界不同地區的火山灰竟然在化學成分、構成比例等方面表現出驚人的相似性，仿佛這些火山灰都是來自同一個火山噴發的現場。通常，火山在噴發過程中所釋放出的火山灰最多分布在周邊方圓幾百公里區域內，而這些火山灰采集點至少散布在方圓6400 公里的區域內。

維斯特想，如果所有這些火山灰都源自同一次火山爆發，那么這座火山一定是人類歷史上威力最大的一次噴發。為了求證這次超級爆發是否真實存在，他通過裂變追蹤測量技術對這些火山灰的“年齡”進行測算，而測算結果令他大吃一驚：這些相距數千公里的火山灰樣品竟不約而同指向了同一個時間——距今大約75000 年前。

真是無巧不成書。維斯特的火山灰“定格”

于距今大約75000 年前，正如格雷所發現的，距今大約75000 年前的大氣中含有超量的硫酸物質，又如雷皮諾所發現的，距今大約75000年前全球大洋經歷了一次災難性的水溫驟降。

如此巧合，當時真的有一場空前的火山爆發嗎？

維斯特所要做的，就是親自把這座火山找出來。

維斯特和他的同事們首先在世界范圍搜尋符合條件的候選火山。他向分散在世界各地進行火山考察的同行們發出請求，請他們采集各地的火山灰樣本。一次火山研究領域最大規模的火山搜尋活動自此拉開帷幕。

最初，跳入維斯特視線的候選者是冰島的拉基火山。就地理位置而言，這座火山與格雷進行冰層采樣并發現超量硫酸物質的格陵蘭島挨得很近。拉基火山曾在1783 年發生過猛烈噴發，當時噴涌而出的熔巖流至方圓300 多平方公里的區域，巖漿的深度足以把曼哈頓島的帝國大廈湮沒一半以上，這次火山爆發因而成為有史以來規模最大的火山活動之一。拉基火山爆發的破壞性影響遠遠超出了冰島的范圍。當時，整個歐洲上空都彌漫著火山毒氣，樹木和其他植物大量死亡，整個大陸遭遇了史無前例的嚴寒冬季。美國前總統本杰明·富蘭克林當時正擔任美國駐法國大使，他寫了一篇文章，專門探討懸浮在空氣中的硫化物微粒可能給城市帶來哪些危害。他是最早意識到在火山噴發與氣候變化之間可能存在一定關系的人之一。

拉基火山釋放的有毒氣體奪走了大約9000人的性命。火山噴發釋放出的大量二氧化硫氣體進入大氣，使莊稼無法存活，各地糧食歉收，導致大范圍的饑荒，最終奪走了冰島當時大約1/4居民的生命。拉基火山會不會就是維斯特要找的威力最大的一次噴發。為了求證這次超級爆發是否真實存在，他通過裂變追蹤測量技術對這些火山灰的“年齡”進行測算，而測算結果令他大吃一驚：這些相距數千公里的火山灰樣品竟不約而同指向了同一個時間——距今大約75000 年前。

真是無巧不成書。維斯特的火山灰“定格”

于距今大約75000 年前，正如格雷所發現的，距今大約75000 年前的大氣中含有超量的硫酸物質，又如雷皮諾所發現的，距今大約75000年前全球大洋經歷了一次災難性的水溫驟降。

如此巧合，當時真的有一場空前的火山爆發嗎？

維斯特所要做的，就是親自把這座火山找出來。

維斯特和他的同事們首先在世界范圍搜尋符合條件的候選火山。他向分散在世界各地進行火山考察的同行們發出請求，請他們采集各地的火山灰樣本。一次火山研究領域最大規模的火山搜尋活動自此拉開帷幕。

最初，跳入維斯特視線的候選者是冰島的拉基火山。就地理位置而言，這座火山與格雷進行冰層采樣并發現超量硫酸物質的格陵蘭島挨得很近。拉基火山曾在1783 年發生過猛烈噴發，當時噴涌而出的熔巖流至方圓300 多平方公里的區域，巖漿的深度足以把曼哈頓島的帝國大廈湮沒一半以上，這次火山爆發因而成為有史以來規模最大的火山活動之一。拉基火山爆發的破壞性影響遠遠超出了冰島的范圍。當時，整個歐洲上空都彌漫著火山毒氣，樹木和其他植物大量死亡，整個大陸遭遇了史無前例的嚴寒冬季。美國前總統本杰明·富蘭克林當時正擔任美國駐法國大使，他寫了一篇文章，專門探討懸浮在空氣中的硫化物微粒可能給城市帶來哪些危害。他是最早意識到在火山噴發與氣候變化之間可能存在一定關系的人之一。

拉基火山釋放的有毒氣體奪走了大約9000人的性命。火山噴發釋放出的大量二氧化硫氣體進入大氣，使莊稼無法存活，各地糧食歉收，導致大范圍的饑荒，最終奪走了冰島當時大約1/4居民的生命。拉基火山會不會就是維斯特要找的

超級火山終于現身

采集自全球各地的火山樣本將目標鎖定在一個地方，那就是——多巴湖。

時光流逝，此后數年間，維斯特和他的同事們堅持不懈地對進入候選名單的火山進行驗證，卻始終沒有發現與神秘樣本相匹配的。維斯特甚至一度懷疑是否真有這樣的火山存在。

1994 年春天，維斯特又得到一份特別的火山灰樣本。說它特別，是因為樣本來自東南亞境內，緊靠多巴湖沿岸的熱帶叢林。

多巴湖位于印尼蘇門答臘島的北部，沿岸生長有大片的熱帶叢林，是南半球現存最大的一片原始自然景觀，據說在太空中執行任務的宇航員用肉眼即能看到。多巴湖最顯著的特征是，湖的直徑超大，湖面兩端的最大距離有100 多公里，湖水深度在30 米以上。

為了查明多巴湖的形成過程，研究者運用深度探測儀制作出湖底的剖面圖，結果發現多巴湖湖底突然垂直向下跌落了40 多米。大多數湖泊的底面走勢通常是從岸邊緩緩下降，多巴湖顯然不符合這個規律。此外，多巴湖的最深處約175 米，這也是一般湖泊達不到的。種種跡象顯示，多巴湖絕非尋常的湖泊。那么，是什么原因導致湖底的垂直下落呢？

科學家徹斯納爾在多巴湖里發現了大塊的浮石，以及石英晶體、黑云母等，這些礦物通常只出現在火山噴發以后，與熔巖活動有著密切的關系。從多巴湖湖底到湖面以上的懸崖，這些礦物隨處可見，說明當時熔巖的數量巨大，據粗略估算，至少比目前已知的最典型的火山噴發多出數千倍。

在對多巴湖底沉積物樣本進行仔細研究后，維斯特得出結論：與神秘樣本幾乎完全相同。

就采樣的地點而言，這些樣本分散在亞洲各地，彼此相隔數千公里；就樣本的化學構成而言，這些樣本幾乎完全相同，且形成時間都無一例外地指向距今75000 年前。

超級火山威力非凡

即使是20 世紀規模最大的圣海倫斯火山爆發，也無法與多巴超級火山爆發相提并論。

最新研究表明，這座距今75000 年前爆發的火山只可能是超級火山。超級火山爆發的威力空前，在短短數日之內，可以傾瀉至少240立方千米的巖漿，在有史以來的1000 多次火山爆發的紀錄中，沒有能與之匹敵的，即使是20世紀規模最大的火山噴發——1982 年的圣海倫斯火山爆發——也無法與超級火山爆發相提并論。提到圣海倫斯火山，許多人還心有余悸。

火山爆發產生的火山灰柱聳入云霄。據統計，這次可怕的爆發釋放的巖漿容積不過才1 立方千米。假如類似多巴湖的超級火山在現代噴發，恐怕人類就將“品嘗”世界末日降臨的滋味了。

在地球演變史上，超級火山噴發不只一次。

通過火山灰樣本和相關地質測量，科學家還在意大利、日本、新西蘭和美國等地發現了與超級火山相關的證據。這說明，超級火山并不像我們想象中那么罕見，它們可能分布得十分廣泛，只是因為每兩次爆發之間的間隔太漫長了，所以人類沒有機會親眼見證。可以肯定的是，在近200 多萬年間，大約有4 座超級火山處于活動期，包括印尼蘇門答臘的多巴湖、新西蘭的陶坡、美國加利福尼亞州的長谷及黃石國家公園，其中，美國著名的黃石國家公園至今仍坐落在超級火山的頂端。

科學家對黃石公園下方的超級火山進行了采樣分析，結果發現它竟然經歷過三次大規模噴發，其中最早的一次大約發生在距今210 萬年前，由于火山爆發的威力極大，火山灰幾乎遍及整個北美大陸。

普通火山爆發時，蓄勢待發的熔巖像水柱一樣直沖云霄，而后順著山勢向地表蔓延，因而在冷卻后火山便呈現出圓錐形。多巴超級火山在爆發的最初階段也和普通火山一樣，也有巖漿從地殼深處猛然沖出，與此同時，更多的熔巖被圍困在周邊廣闊區域的地下洞穴中（多巴湖的周邊地區至今有1800 多立方千米的巖漿，足以把美國大峽谷填平200 次以上）。隨著熔巖和火山氣體的不斷累積，這些地下洞穴內部的壓力逐漸增大，整個地殼的受力因而變得不均衡，一些地方開始凸起，另一些地方則出現裂縫等。大大小小的洞穴先后坍塌，含有大量硅物質的熔巖與周邊的巖石層混雜在一起。

在隨后幾天當中，火山處于持續噴發狀態，地表物質在爆炸沖擊下匯聚成火成碎屑流，大量高溫氣體、灰燼和巖石碎屑成股流出，具有極強的破壞力，給沿途的所有生命體帶來致命威脅。而超級火山直接噴涌到空中的大量物質在大氣中蔓延，遮蔽方圓數千公里的天空。隨后，數以億萬噸的火山灰飄向全球。這也正是為什么維斯特從不同地區采集的樣本最終一致指向75000 年前的多巴火山的同一次爆發的原因。

超級火山爆發的事實終于真相大白，但多巴湖的周邊地區如今已是茂密的熱帶叢林，超級火山究竟藏身何處呢？專家經過考察認為，多巴湖的正下方就是目前地球上已知最大的超級火山的所在地，而多巴湖正是上一次超級火山活動留下的“傷疤”。至于火山口中為什么有那么多水，其實是隨后數萬年間雨水的匯合。

多巴超級火山的爆發究竟對當時地球的生態造成了怎樣的影響呢？大約距今80000 年前，人類的祖先逐漸從非洲向外遷徙，其中一支來到亞洲，但分布比較稀疏。當時這里仍是所有動物共有的樂園，直到距今約75000 年前多巴超級火山突然爆發。這場突如其來的災難幾乎奪走了周邊地區所有人類、其他動物及植物的性命——厚厚的火山灰席卷而來，帶來針刺一樣的疼痛；一旦進入肺中，則造成血管的破裂；灰燼與肺里的濕氣混和，變成類似于水泥的漿狀物質，最終使生命窒息死亡。

如果說火山灰是直接致命的因素，那么火山噴發出的大量硫化物，則是造成當時當地氣候急劇惡化的罪魁禍首。硫化物一路爬升到高空，與空氣中的水分子混合，生成液態的硫酸微粒，這些微粒聚集在一起形成反光層，使天空呈現出刺眼的光亮，同時將太陽光散射回太空，地表因得不到太陽光的照射逐漸變冷，并最終被拖入漫長的冰期。有數據顯示，多巴超級火山的爆發在很大程度上主導了當地氣候的變化。使之在隨后的一個千年中氣溫持續下降，甚至在下一個千年間使地球進入了“冰川時代”。

科學家把這種變化形象地描述為“火山引發的冬季”。

多少硫化物可能引發全球的冰期降臨呢？

帶著這樣的疑問，美國宇航局的氣候專家建立了一個計算機模擬程序，根據模擬結果，超級火山噴發能夠引發周邊廣闊區域的氣溫下降，無論是降溫范圍的廣度，還是氣溫下降的程度，都遠遠超出人們的想象，但隨后導致整個地球迅速冷卻的根源卻是雪而不是火山活動本身。這個發現完全出乎人們的預料。

研究者證實：多巴超級火山的爆發不僅使周邊廣闊地區完全被大雪覆蓋，還把整個世界推向了冰川時代。火山噴發出的大量火山灰物質懸浮在空氣中，阻隔了光和熱的傳輸；白雪皚皚的大地反射回更多的光熱，使全球氣溫持續下降，出現所謂“雪球效應”：持續的降溫天氣導致降雪過程的延長；大量雪花堆積在地表，反射或散射回更多的光線；氣溫隨之繼續下降，進入下一輪循環。地表的冰雪逐漸累積延伸，形成冰川大陸，最終使海水的溫度也呈現下降趨勢。

眾所周知，海洋面積約占地表總面積的70％，海水溫度的下降將進一步引發全球氣候的惡化。在多巴火山爆發后的1000 多年時間里，僅格陵蘭地區冰雪的厚度就增加到1600 多米，逐漸演變成格陵蘭冰川大陸。生活在深海中的有孔蟲類也沒有逃脫這場全球性災難。與此同時，幾乎所有的地表植被在極度嚴寒的環境中紛紛凋零、衰亡。食物鏈的基本環節中斷了，人類和其他動物因為饑餓而大量死亡。冰雪覆蓋下的地球陷入漫長而蕭條的“寂靜期”。這種情況直到冰期結束，氣候轉暖之后才得到改善。

災難會再度降臨嗎

據說，在美國黃石公園的地下，隱藏著一座超級火山。如果它爆發，災難會再次降臨嗎？

回顧多巴超級火山曾經引發的空前災難，我們不禁要問：類似世界末日般的災禍以后還會不會出現呢？

在旅游者眼中，現在的多巴湖靜謐而悠然。

然而，在科學工作者的眼中，平靜的湖水下埋有一枚威力巨大的“定時炸彈”。科學家考察多巴湖西岸，發現了一片呈白色的巖石，是被具有腐蝕性的氣體侵蝕所致。此外，還有滾燙的液體物質從被腐蝕的巖層中流淌出來，其溫度高達80 攝氏度以上。種種跡象表明，在這片白色巖石的下方肯定有熔巖活動。也就是說，多巴超級火山是一座活火山，在將來的某一時刻，這里很可能會再次上演火山噴發的駭然場景。

不過，值得欣慰的是，專家估算多巴火山的活動周期在40 萬年左右，現在生活在地球上的人都不可能在有生之年親眼看到它的爆發。然而，這并不意味著我們可以高枕無憂，因為其他的超級火山同樣可能給現代人類帶來深重的災難。

在美國的黃石國家公園下方，保存著目前已知最大的一片地下熔巖活動區。黃石國家公園占地9000 多平方公里，在這片廣闊區域的地下，困集著大約８公里厚的蓄勢待發的熔巖。

據研究，黃石超級火山每隔60 萬年左右爆發一次，在爆發前熔巖活動頻繁，似乎要努力積蓄盡可能多的力量。從勘探的情況來看，黃石火山最近一次爆發大約發生于64 萬年前，因此，它再度爆發的可能性很大。粗略估計，如果它爆發，屆時整個北美大陸都可能被泛濫的巖漿湮沒，噴薄而出的火山灰甚至可能密布于整個大西洋沿岸上空，全球65 億人的生活都可能遭遇重大變故，現代文明將經歷一次全面而深刻的考驗。食物短缺、氣候惡化、水資源缺乏等接踵而至，莊稼歉收， 牲畜大量死亡，鋪天蓋地的火山灰將公路淤塞，飛機引擎無法正常工作，使水陸空交通陷入癱瘓……