超级火山沉睡在人类脚底的“不定时核弹”
?2021年8月，冰岛一座火山喷发，部分民众在缓慢流出的岩浆边聚会烧烤
?海底火山喷发（资料图）
?2011年智利的Calbuco火山喷发，景象壮观
?本版文字综合新华社、中新、央视报道
汤加火山的爆发吸引了全球的目光，也给人类世界再次敲响了警钟，呼唤那些政治家、金融家拿出更多的精力来关注人类最基本的生存问题，把更多的注意力和财力，投入到防患未然之上。
回顾人类演化史，曾遭遇过许多次火山爆发，也包括许多大型火山的爆发。每一次超大火山爆发，都给人类带来严重的灾难，甚至差点儿导致人类灭绝。
火山爆发
地球的结构从外向里，分别是地壳、地幔和地核。其中，地壳和地幔顶部是由花岗质岩、玄武质岩和超基性岩组成的岩石圈，厚60~120千米。岩石圈并不是一整块，而是分裂成一块块的，被称为板块。
在地幔上部还有一部分是软流圈，它位于岩石圈的下方，温度在1300℃左右，压强达到3万个大气压，已接近岩石的熔点。因此，这里的物质呈现半黏稠状态，是岩浆的发源地。
软流圈在热对流作用下移动，同时也带着板块一起移动。于是，板块和板块之间就会有三种相对运动方式：聚合、张裂和错动。板块和板块之间的连接处是相对比较薄弱的，当板块之间有相对运动时，岩浆就有机会突破软流圈和岩石圈的封锁，冲到地表上来，这就是火山喷发。
说白了，火山喷发的本质是地球地壳圈内部的能量释放。其实地震的本质和火山喷发是相同的。
一般来说，火山分为死火山和活火山，而死火山也存在着复活成为活火山的可能。据致力于研究火山的美国史密森学会提供的数据，全世界至少有50座正在喷发的火山。现有全新世火山的数量为1356座。全新世火山指的是1万年来有过喷发历史的活火山。1356座全新世火山中，已经有资料证实在历史上喷发过的火山有560座，大致分布在环太平洋火山带、洋脊火山带、地中海-印度尼西亚火山带和红海沿岸与东非火山带。
等级划分
中国地质科学院地质研究所副研究员董汉文表示，一般而言，国际上通用判别火山爆发大小的指标称为火山爆发指数（VolcanicExplosivityIndex，简 称VEI）。由美国地质调查局的纽豪尔教授和夏威夷大学马诺阿分校的斯蒂芬塞尔夫提出，具体通过对喷出物体积、火山云的定性观测来量度火山爆发的强烈程度，数值越大，代表火山爆发强度范围能量释放以及对周围的破坏程度越强，分为8个等级，“VEI-1”是爆发性最低级别，“VEI-8”是最高级别。也就是说，1级为最低级，8级为最高级。每增1级，表示火山爆发威力大10倍。
据报道，目前还不能确定汤加火山的爆发指数，而且火山喷发所导致的进入平流层的二氧化硫浓度也没有特别准确的评估，只能通过喷发的状态初步推测可能不低于VEI-5级。这大概是什么水平呢？
火山和地震都是地球内部在向外释放能量。我们可以来做个类比：
VEI-3释放的能量，相当于7级地震释放的能量；VEI-4释放的能量，相当于8.2级地震释放的能量；VEI-5释放的能量，相当于8.7级地震释放的能量；VEI-6释放的能量，相当于9.3级地震释放的能量。
也就是说，从现在的情况来看，汤加火山所释放的能量保守估计相当于8.7级地震释放的能量，有可能达到9.3级地震所释放的能量，爆发威力相当于1000颗广岛原子弹。
影响全球
火山喷发为什么有这么大的威力？首先就是炙热的岩浆。岩浆温度最高可达1300℃，所以说岩浆流过的地方一定是寸草不生。火山还会释放出大量的温室气体和有毒气体，对大气系统产生严重影响。第三大杀器就是火山灰。火山强烈的喷发会把大量的火山灰抛入大气层，从而进入大气环流，这些遮天蔽日的火山灰会改变全球气候，从而导致灾难。
据专家介绍，海底火山喷发会产生大量的气体，主要是来自地球深部的水蒸气、二氧化碳、二氧化硫及一些挥发性物质，还有大量火山碎屑物质及炽热的熔岩喷出，在空中冷凝为火山灰、火山弹以及火山碎屑。
海底火山喷发对水圈、生物圈、大气圈等多圈层的环境，无疑都会造成巨大影响。据悉，印尼苏门答腊岛的多巴火山，在最近一次喷发中，硫化物与空气中的水分子结合后形成酸雨，导致植被遭到大量破坏。高温、含有毒物质的火山灰大面积降落在周边地区，造成了大规模人和动物伤亡。
另外，火山灰进入并停留在大气圈中的平流层，火山灰中的物质会反射阳光，导致进入地表的阳光减少，造成大范围降温。同时，火山喷发的颗粒物落入广阔的海洋，为海洋藻类提供了肥料，促进了海藻的生长，增强了它们对二氧化碳这个温室气体的吸收，也可以给地球降温。
“然而，火山喷发将原本埋藏在地球深部的二氧化碳释放出来，是给地球升温的。但火山喷发在时间和空间上究竟给全球带来什么样的气候变化，还有待持续的科学观测和进一步的研究。”张锦昌说。
无夏之年
中国天气网天气首席分析师胡啸表示，1815年位于印度尼西亚的坦博拉火山爆发，导致反常的寒冷气候将树木和水稻冻死，使得出现饥荒。有学者认为，这是由于坦博拉火山爆发导致的气候极端事件，并将1816年称为“无夏之年”。
据报道，坦博拉火山爆发威力指数达到7级，喷出的火山灰总体积多达150立方千米，高度达44千米之平流层，远至英国伦敦亦可见因火山灰而出现的日落彩霞。此前还有1812年及1814年较小规模的火山在加勒比海及菲律宾爆发，大气中积聚相当的火山灰以及二氧化硫，导致1816年成为1400年以后，北半球最寒冷的一年，全球温度下降大约0.4~0.7℃。
1816年5月，美国东北出现霜冻，大部分农作物被冻死；6月，加拿大及美国新英格兰出现两次大风雪，魁北克积雪尺余，不少地方有人被冻死。英国有大量家畜在1816年冬天死亡，威尔士、爱尔兰等地农作物失收，出现普遍饥荒；天气反常引致法国粮食短缺。而在我们中国，正是大明王朝的嘉庆二十一年，农历八月时“天气忽然寒如冬”，昆明及滇西等地连续三年冬天降雪。东北黑龙江双城在农历七月出现严重霜冻，安徽、江西等地农历六七月出现降雪；台湾新竹、苗栗等地记录到罕有的霜冻。这就是历史上著名的气候事件，而由此引发的社会、经济、政治等问题，也是历史研究的重要内容。
最近一次大规模的火山喷发，是1991年6月15日发生在菲律宾吕宋岛的皮纳图博火山爆发，被称为20世纪世界上最大的火山喷发之一。这次火山喷发，向平流层喷射了2000万吨二氧化硫，减少了地球上10%的阳光，结果导致了地球平均气温显著下降。
全球巨灾
位于印尼苏门答腊岛南部有一座活火山多巴火山，过去100万年里，它已经喷发过3次。在7.4万年前，它又一次喷发了，不过这一次是非常罕见的超级火山大爆发，火山爆发指数达到8级，是2500万年来最大的一次火山爆发，仅仅3天的时间，就让半个地球上空被火山灰所覆盖。
最严重的是，超级火山喷发的威力非常大，导致大量的火山灰涌入平流层，火山灰中的二氧化硫等反射阳光，导致进入地球表面的阳光减少，造成全球大降温。研究表明，在这次火山爆发之后，全球平均气温下降了2~3℃，部分地区的温度甚至下降了10℃，给整个地球生物都带来严重灾难。一些研究表明，在这次大灾难中，只有3000~10000人幸存了下来。
在2亿年前，一场生物大灭绝让超过一半地球生物消失。这场“浩劫”因何而来？近日，中国地质大学（武汉）、中科院南京地质古生物研究所领导的国际团队发现了有力证据，表明火山爆发是当时环境剧变和物种灭绝的主要原因。相关成果已于近日发表在国际权威期刊《自然·通讯》上。
参与此次研究的中科院南古所研究员王永栋介绍，2亿年前的三叠纪-侏罗纪之交大灭绝是地球历史上的5次生物大灭绝之一。几十年来，科学家对这次灭绝的原因提出了各种推测，火山爆发被认为是重要诱因，但它的影响有多大一直难有定论。此次科研团队结合以往地质研究，大致还原出2亿年前的大灭绝场景：当时陆地上的一片“超级火山”持续爆发近60万年，火山向大气中排放了巨量二氧化碳和甲烷气体，使二氧化碳浓度达到现在的10倍左右。不断增加的温室气体造成气候变暖、海洋缺氧、海水酸化，并导致大陆风化作用不断增强。这一过程持续了约200万年。大量生物无法适应环境剧变，最终从地球上消失。
随时爆发
全球还有560座活火山，科学家估计，其中110多座活火山随时都有爆发的可能。其中，最具潜在危险的有1984年曾喷发的位于夏威夷的莫纳罗火山，1977年曾再次喷发的菲律宾塔阿尔火山，1993年的一次喷发导致9人遇难的哥伦比亚加利拉斯火山，公元79年喷发时导致庞贝和附近几座城市被埋葬在火山灰下的意大利维苏威火山，2015年5月起一直处于喷发状态的意大利埃特纳火山，2014年3月—4月曾经喷发的中爪哇和日惹交界处的默拉皮火山，1990年再次喷发的东瀛九州岛云仙岳火山，1955年开始一直处于活跃状态的日本九州樱岛火山，2013年还曾喷发的巴布亚新几内亚新不列颠岛乌拉旺火山，2018年1月还在爆发的印度尼西亚的Sinabung火山，2017年11月再次喷发的巴厘岛火山，2011年5月大喷发的冰岛格里姆火山，2016年4月16日喷发的美国阿拉斯加克利夫兰火山，等等。
日本富士山火山在这110多座活火山中不仅有名，而且近些年一直处于比较活跃的状态。曾有日本专家分析指出，富士山无论何时喷发都不足为奇。自公元8世纪以来，富士山已经喷发17次。而近期的调查结果也表明，富士山喷火口的数量增加了近6倍。因为日本距离我国比较近，如果富士山再次发生较大规模的火山爆发，必将对我国构成比较直接的影响。
此外，我国比较著名的活火山，主要有黑龙江五大连池火山、吉林长白山天池火山、黑龙江镜泊湖火山、吉林龙岗火山、云南腾冲火山、台湾岛大屯火山和龟山岛火山、新疆阿什库勒火山、海南琼北火山。其中，长白山火山最近一次喷气式喷发是在1903年。
超级火山
在人类灭亡论的各种版本里，火山爆发排第几？美国国家航空航天局（NASA）宣称，超级火山爆发对地球生命的威胁，其实大于小行星撞击地球的风险。
超级火山通常指爆发的火山物质一次性喷发物质量达到了1000立方千米，否则都不能称为超级火山。这些埋在全人类脚底下的随时可能引发的“核弹”中，处于“最危险”位置的，当数黄石超级火山。美国黄石公园的火山口非常大，占据着公园三分之二的面积，达到84千米乘以45千米，椭圆形。黄石公园内地面大面积覆盖着熔岩，地壳至今仍不稳定。
黄石超级火山曾喷发过三次：第一次是在210万年前，喷发出了2500立方千米的物质；第二次是在130万年前，喷出了280立方千米的物质；第三次是在64万年前，喷出了1000立方千米的物质，并形成了现如今的黄石公园。
有人警告说，如果黄石超级火山再次喷发，火山灰云将可能覆盖整个美国西部。其威力之大，或将令整个地球陷入“火山冬天”。也就是说，种庄稼什么的就甭想了。据联合国2012年的估算，全球现有的粮食储备只能维持74天。
防患未然
超级火山爆发的概率是多少？
虽然新近的研究表明，导致超级火山喷发的条件只需要几十年就能形成，但普通人亲历一次史诗级别的超级大喷发的概率还是很低的。据美国地质调查局介绍，黄石超级火山在某一特定年份喷发的概率只有七十三万分之一，比中彩票的概率稍微高一些，比平地遭雷劈的概率要低。
虽然可以说一旦地球出现超级火山喷发，世界上的所有人都会面临灭顶之灾，但庆幸的，就是目前没有任何证据表明地球上的超级火山会在最近爆发。面对超级火山爆发的威胁，人类并非只能被动受害。其实，超级火山“怒发冲冠”之前，都必须经历最终的“降压”阶段，该阶段最典型的特征就是爆发地会发生岩浆体膨胀向外释放气泡。由此地质专家发现，通过研究覆盖在喷发遗址表面的石英晶体中的钛浓度，就可以确定火山的增长速度，进而预测超级火山自降压阶段到爆发所需的时间。大量研究结果表明，全球70%的超级火山，进入降压阶段后，长则一年短则数天内就会爆发，所以当火山表面发生岩浆体膨胀或降压现象，周边国家居民就要当心火山爆发，做好撤离准备。
此外，科学家们也不会放任巨灾发生而坐以待毙。为了应对超级火山威胁，NASA在2017年进行了专题研究。有人认为，如果向地表以下10公里的深处注入高压水，使其吸收岩浆的热量后喷射回地表，在热量释放后循环回去，如此往复，可以给火山降温。这个计划说不定能让超级火山冷静几百年甚至几千年。它还有另一个好处——能额外提供大量的地热能。
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