劉安立


10萬年以前,冒納羅亞火山(美國夏威夷島著名的活火山)的一大塊脫離夏威夷,滑落海洋中,引發的巨浪在附近一座海島的斜坡上涌升至埃菲爾鐵塔高度。這場巨型海嘯并非一次孤立事件:過去4萬年中,僅在北大西洋就發生了至少10次超過100立方千米的巨型滑坡,其中每一次都掀起高達幾十到幾百米的巨浪。另一次這樣的巨型滑坡注定將在未來某個時刻發生——雖然目前誰都不知道它究竟會是在明天還是在10000年后發生。事實上,自然界對人類的不可預測的威脅從來就沒有消停過,地質記錄中散落著罕見巨災——從小行星撞擊到超級火山再到伽馬射線暴——的種種證據。
火山巨災
地球目前正處在超級火山爆發之前的過渡期。在過去1350萬年中發生過不下19次巨型火山爆發,其中每次噴出的巖石都超過1000立方千米,足夠讓幾厘米厚的火山灰覆蓋大陸,把地球推入“核冬天”。其中最近的一次這類爆發,是印尼多巴火山在74000年前的發怒。這是一場具有嚴重災難性的事件,一些科學家甚至把它歸罪成上一次冰期的肇因,并且相信它把當時的全球人口削減至僅僅大約1000人。有一種估計暗示,超級火山爆發在下一個460-7200年內發生的可能性為1%。
世界上最年輕、最活躍的四個超級火山系統分別是多巴火山、意大利的坎皮佛萊格瑞火山、美國西北部的黃石火山和新西蘭的陶波火山。它們都正在接受地隆和震群(可能表明巖漿運動的多次小地震)監測,并且都偶爾顯示出這些預警信號。但誰也不知道它們每次的驟然發作只是小規模的蒸氣噴射,還是危險的巖漿巨型噴發。科學家有信心的是,他們能夠在超級火山爆發之前幾小時、幾天甚至幾月就提前發出警報,但超級火山的爆發規模究竟會有多大是任何人都無法掌控的。
為了回答這類問題,科學家目前正在鉆探最有可能出現下一次超級爆發的超級火山:坎皮佛萊格瑞破火山口。這個直徑達13千米的火山口涵蓋了那不勒斯市。自1969年以來,坎皮佛萊格瑞的地面上涌了多達3.5米,科學家渴望查明元兇究竟是地下蒸氣還是巖漿池。以前這座破火山口的超級爆發都出現在地表上涌好幾米甚至更多之后,科學家據此預測它的下一次震怒將發生于幾十年或幾個世紀之后。為了調查風險,科學家計劃鉆探超過3千米的距離,直入坎皮佛萊格瑞火山口。但也有科學家擔憂,如此鉆探可能引發地震甚至爆炸。
科學家的調查目標之一是火山口下面的巖漿池:它越淺越熔融,超級爆發的可能性就越大。通過地震波研究來描述這類巖漿池很困難,出錯的概率很大。科學家估計,黃石火山下面的巖漿中有10%-30%呈液態,距離超級爆發所需的50%這個比例還不夠。但巖漿房中的熔融巖漿囊,仍可能誘發強度超過1980年華盛頓州圣海倫斯火山爆發好幾倍的爆發。
鉆探坎皮佛萊格瑞以測量溫度和巖石滲透性等指標,有助于科學家詮釋對巖漿池的地震波成像研究。有科學家指出,要想成功地給地球照相,就需要在地表開出一些戰略性切口。至于鉆探地球的危險,實際上遠沒有想象的那么大,只相當于在大象身上扎針而已。2012年12月,科學家在坎皮佛萊格瑞完成了最初500米的鉆探,并沒有發生任何險情。此外,科學家在美國加州塑原破火山口也安全地鉆探了一個類似的洞,這座超級火山在76萬年前爆發過,它的潛在威脅堪比黃石火山。
在更多了解這些超級火山系統之前,科學家必須接受的一點是:超級火山威脅具有現實性,但超級火山近期內爆發的可能性很小。當然,我們也不能忽視超級火山在理論上的爆發可能性。
真菌之憂
盡管病毒和細菌更引人注目,真菌卻是地球上最大的殺手。在所有被跟蹤過的病原體中,真菌造成了有記錄的全球和地區性滅絕事件中的70%以上,今天真菌正威脅著兩棲類、蝙蝠和蜜蜂。19世紀40年代的“愛爾蘭土豆大饑荒”,清晰顯示出真菌的威脅到底可能有多么嚴重。致病疫霉(一種經常與真菌并入一類的微生物)當時毀滅了愛爾蘭多達75%的土豆作物,導致100萬人餓死。
馬鈴薯疫病至今仍是一大威脅:它的一種攻擊性很強的菌株,如今正在歐洲和非洲北部肆虐。根據2009年的一項估計,從全球來看,致病疫霉每年造成的損失高達大約67億美元。還有一項估計是,理論上最恐怖的馬鈴薯疫病每年將剝奪13億人的口糧。其他主要大宗作物也面臨類似威脅,例如稻瘟病、玉米黑粉病、大豆銹病和小麥稈銹菌。小麥超級枯萎病近年來在非洲部分地區造成糧食減產多達80%。
如果所有五種糧食作物同時遭遇真菌爆發,超過60%的世界人口將挨餓。雖然這種可能性幾乎不存在,但科學家擔心恐怖分子使用真菌侵害有重要經濟價值的糧食作物。例如,20世紀80年代,一次疑似的人為感染重創巴西北部的可可作物,改變了該國的人口分布和生態學,因為人們從不再具有生產力的地區搬到城市,并且為開墾土地而損毀了更多雨林。如果誰想破壞世界穩定,理論上只需把橡膠疫病引入橡膠主要產地就能做到,因為這會引起經濟和政治的連鎖反應。慶幸的是,由于各國的安保舉措,發生這種災難的可能性很低。
通過激勵農民種植同種高產莊稼,現代農業加劇了社會的脆弱性,這是因為植物間抗病基因的多樣性受到了限制。也就是說,人類自己把自己引到了災難的邊緣。科學家估計,全球一共有150萬-500萬種真菌,但其中僅有大約10萬種已得到辨識。自1990年以來,有關動植物遭到新類型真菌感染的報道已經增加了10倍。科學家推測,氣候變化是其中的元兇。
人類自身也有理由對真菌威脅感到關切。在過去幾十年中,一種熱帶真菌—格特隱球菌已經適應在較冷氣候下興盛,并且入侵了北美洲的太平洋西北部森林。到2010年,它已經感染了大約280人,其中數十人已經死亡。盡管真菌從一個人傳染到另一個人并不像病毒傳染那么容易,并且抗真菌劑能有效對付大多數真菌感染,真菌卻仍有理由讓我們憂心忡忡。真菌持續演化,一旦它們在一個生態系統中站穩腳跟,它們就幾乎不可能被清除。考慮到這些趨勢,科學家指出真菌威脅尚未受到廣泛關注,而這種忽略的后果可能包括大量人員最終被真菌奪命。
蒼穹殺機
來自太空的威脅遠不止太陽耀斑。排在災難等級第二位(也有科學家認為堪稱第一位)的太空威脅,就是彗星或小行星撞擊地球。大約6500萬年前,一顆直徑10千米的小行星撞擊地球,引發了白堊紀大滅絕。被認為能造成較小規模滅絕事件、直徑2000米的小行星,每100萬年就會撞擊地球一兩次。科學家正加緊工作,統計和追蹤與地球距離較近的小行星。與此同時,科學家正在研究避免小行星撞擊地球的方法。
一種罕見得多、卻無法避免的危險,是來自地球附近的伽馬射線暴的輻射暴。或許伽馬射線暴中最恐怖的就是“短硬”伽馬射線暴,它是由兩個黑洞、兩顆中子星的暴烈合并引起的。如果這類輻射暴從200秒差距(表示天體間距離的單位)以內(即不到銀河系長度的1%)對準地球,它們就會以足夠高能量的質子轟炸地球,破壞掉地球大氣層的保護性臭氧層長達近十年時間。此類事件估計每3億年發生一次。一旦發生這種事件,到達地面的紫外線數量就會倍增,燒焦海洋食物鏈的根基——浮游植物群落。
科學家無法確知這類罕見事件是否迫在眉睫。中子星小而暗,所以我們沒有關于遠距離的中子星的記錄,也看不見來襲的中子星。科學家估計,一次這樣的事件就可能導致農作物所受紫外線傷害增加60%,農作物收成也隨之劇減60%。在大約2000秒差距的距離上,“長軟”伽馬射線暴也可能造成地球上的物種滅絕。但這類事件比“短硬暴”更罕見,也容易提前預警,因為它們來自更大、更明亮的恒星。雙恒星系統“WR 104”距離地球大約2500秒差距,它的壽命周期已過大半,所以有科學家預測它將會在未來幾十萬年后的某個時間爆發,不過,來自這一爆發的輻射柱將不大可能擊中地球。
伽馬射線暴以前可能擊中過地球。一些科學家暗示,發生在4.4億年前(奧陶紀末期)的大滅絕事件有可能是由一場伽馬射線暴引發的,它通過紫外線清除了一些物種,又通過創生阻擋太陽光的二氧化氮霧靄而殺滅了其他物種。這就能解釋為什么一些物種在當時全球降溫之前就已銷聲匿跡,而且它也符合滅絕模式。這一模式顯示,在海洋生物當中,損失最慘重的是浮游生物及其他處于海洋上層的生物。
有一位科學家指出,上述太空威脅并未令他寢食難安,但未雨綢繆“儲備一些罐裝食品還是必要的”。
水也殺戮
8000年前,覆蓋一塊蘇格蘭面積大小的水下區域的沉積物從挪威西岸的停泊處滑脫,沿著海床沖刺。這場滑坡被稱作“斯多雷加”,它在附近的設德蘭群島(英國蘇格蘭北部群島)掀起至少20米高的海嘯,很可能在猛襲歐洲北部周圍海岸時滅絕了一些海岸部落。它在海底留下的疤痕綿延近300千米。
英國并非是擔憂巨型水下滑坡的唯一國家。科學家在2008年調查過美國東海岸海嘯的可能源頭,那里的一些核電站位于海嘯巨浪的打擊范圍內。今天的一些沉積物堆積規模比斯多雷加的大得多,它們沉積在阿拉斯加南部海岸、亞馬孫河流域、尼日爾和尼羅河三角洲。發生較小規模滑坡的可能性更高,它們依然可能造成巨大的地區性影響,而且這種襲擊常常沒有預警信號。1998年,一場7級地震造成水下滑坡,引發15米高的海嘯巨浪沖向巴布亞新幾內亞,殺死2200人。科學家說,目前仍難量化海底滑坡尤其是巨型滑坡的威脅,畢竟這類事件非常罕見,我們掌握的信息也很有限。