火山爆發考驗地球
□ 白弓
在世界地圖上,無論從經濟角度還是政治角度來看,冰島都不是一個很顯眼的國家。但就是這個三十多萬人口常年冰天雪地的小國家,卻一再為世界矚目。
4月14日,冰島埃亞菲亞德拉冰蓋火山大噴發,全球航空業遭遇重大考驗。從斯堪的納維亞半島到愛琴海,火山煙塵彌漫整個歐洲,甚至飄到上萬公里之外的中國。受火山灰影響,多個國家關閉機場或領空,上萬航班取消,數百萬旅客被困在世界各地。航空業停擺,物流受到嚴峻考驗,一些準備不足的國家甚至面臨糧食和藥品短缺的危險。天空里失去飛翔的翅膀,歐洲各國也流失了數十億歐元的真金白銀。
盡管各國航空業者以最快的速度在恢復航線,但火山爆發帶來的巨大影響,仍然令人覺得不可思議——科技昌明的今天,現代文明在自然災害面前竟然如此脆弱。
其實,就火山噴發的強度而言,埃亞菲亞德拉冰蓋火山幾乎不值一提。根據近幾十年的觀測記錄,全世界平均每年約有50次火山噴發,有的發生在陸地,有的發生在海洋,其中只有10次左右會造成危害。
正如科學家們用里氏震級來衡量地震的級別大小一樣,火山噴發的劇烈程度也有一個衡量標準——“火山噴發指數VEI(Volcanic Explosivity Index)”,最低為1,最高為8。
在設計火山噴發指數時,科學家們綜合考慮了噴發物總質量與火山噴發柱的高度,1級噴發時,噴發柱高度在1千米以下,釋放總能量相當于6.6級地震,而在最高等級的8級噴發中,噴發柱高度將達到令人瞠目結舌的45至55公里,噴發物體積超過1000立方公里——可以將100萬平方公里的土地上鋪上整整一米厚的火山灰。
埃亞菲亞德拉冰蓋火山的噴發指數僅僅介于2級至3級之間,釋放總能量約相當于7.5級地震,發生頻率屬于一年一遇。
美國史密森學會的兩位科學家1994年的著作《世界火山》一書中,列出1500座近1萬年來有過噴發活動的火山。在該學會“全球火山計劃”公布的世界火山分布圖中,可以清晰地看到一條環太平洋火山鏈,日本、美國西部地區都在這根鏈條上。
好萊塢對類似火山爆發這樣的災難頗為青睞,去年上映的災難大片《2012》中展現的黃石公園火山超級大爆發讓無數觀眾瞠目結舌。某種程度上說,電影還是有一點科學依據的。
成立于1872年的黃石國家公園面積7988平方公里,擁有1萬多處溫泉和全球半數以上的間歇泉。上世紀60年代,美國地質勘測局的鮑勃?克里斯琴森在研究黃石公園時,一直很迷惑為什么找不到導致黃石公園形成的火山——科學家們早就知道這個地質公園是火山噴發的遺跡——直到他拿到一張NASA用高空照相機拍攝的黃石公園的照片才發現,實際上,整個黃石公園就是一個直徑約65公里的超級火山口。
黃石公園火山上一次爆發是在63萬年前,科學家們推測,當時火山噴發柱的高度高達56公里,噴發物體積超過1000立方公里,屬于8級噴發,釋放能量相當于10.3級地震。而在200萬年前,黃石公園有過一次更大規模的爆發,科學家們只能推測出其噴發物的體積超過2500立方公里,噴發過后地面上形成一個數公里深的大坑,至于噴發柱的高度則根本無法推算。
類似黃石公園這樣的超級火山,一旦爆發甚至將造成生態災難,嚴重影響生命進化史。
地球上已知的最后一次超級火山爆發,發生在大約7.4萬年前,地點是印尼蘇門答臘島上一座名為“多巴”的火山。科學家們通過研究北極永凍圈內提取的冰核推測,多巴火山爆發噴出的火山灰遮天蔽日,北半球三分之一的地區連續數個星期處在黑暗之中,彌漫在大氣中的火山灰導致長達6年的“核冬天”,地球氣溫平均下降了5攝氏度,北半球一些地區甚至下降了15度,四分之三的植物死亡,大量動物滅絕。
美國伊利諾伊大學的施坦利教授等一批學者認為,多巴火山大爆發對人類史前文明造成致命打擊,絕大多數史前人類死亡,只有一個不超過1萬人的族群幸存下來,他們是現在地球上數十億人口的共同祖先——這也能夠說明為什么與其他物種相比,全世界不同人種之間的基因差異微小到幾乎可以忽略不計。
不過我們完全不必杞人憂天,類似多巴火山這種規模的超級火山爆發在地質史上極為罕見,有據可查的只有20次,發生概率遠低于10萬年一遇。即使是超級活火山黃石公園,根據科學家們的判斷,離噴發也還遠得很。火山口下的巖漿室中一般有三種成分——氣泡、晶體冷卻巖漿、以及一定比例的熔巖,通常,巖漿室中含有大約50%的熔巖才能導致噴發,而黃石公園地下的熔巖只有約10%,未來很長一段時間都不可能噴發。
盡管如此,也有不少人在考慮怎么“收拾”黃石公園了。例如一個名叫布萊恩·斯特普爾頓?斯特拉特福德的美國人就提出方案,在黃石公園地面垂直打洞,將地下的巖漿以人工方式釋放,化解隱藏的危險。
有意思地是,這位布萊恩先生于2003年向美國國家專利局申請了專利,專利申請號為:US20030145592。也就是說,假如有朝一日科學家們真的決定打洞的話,還要向布萊恩先生支付專利費。■