我們生活的地方很少見(jiàn)到火山爆發(fā),但這并不代表你就逃到了它的陰影之外。在炎炎夏日,它可能會(huì)帶來(lái)冰霜,而冬天還可能因此更冷。就算想象力再豐富,你也沒(méi)法把通紅滾燙的巖漿和冰雪扯上關(guān)聯(lián)。但是,神奇的自然界時(shí)刻都準(zhǔn)備要轟擊你的腦瓜。
火山制造冬天
火山冬天的意思并不是說(shuō),一次火山噴發(fā)之后,整個(gè)地球就陷入了嚴(yán)冬。而是火山噴發(fā)后,全球氣溫在幾個(gè)月甚至幾年的時(shí)間內(nèi)都下降了。有時(shí)僅為零點(diǎn)幾度,有時(shí)是幾度。可別小看這幾度,要讓整個(gè)地球巨大的陸地、大氣層和海洋降溫,那是多大的空調(diào)也做不到的事情。但是偏偏火山就有這個(gè)本事。它是如何辦到的呢?
火山“制冷”專家
我們先來(lái)認(rèn)識(shí)一下專門(mén)給地球制冷的火山。火山看起來(lái)都長(zhǎng)得差不多,但爆發(fā)的方式其實(shí)分為很多類型。不一樣的爆發(fā),后果也不同。夏威夷的基拉韋厄火山,雖然常年火力四射,卻一直是平靜地噴出巖漿。因?yàn)樗膸r漿含有的氣體很少,又非常稀薄,不會(huì)堵住火山口,除了不斷填海造陸,暫時(shí)沒(méi)見(jiàn)其他影響??茖W(xué)家送給這種安靜的噴發(fā)一個(gè)名字:夏威夷型噴發(fā)。而普林尼型噴發(fā)的畫(huà)風(fēng)就完全不同了,這是一種爆炸性的噴發(fā),巖漿里面的氣體因?yàn)橥蝗会尫?,產(chǎn)生的沖擊力將所有的巖漿噴射到高空,飛濺的巖漿凝固后就形成醒目的火山灰云。正是這種噴發(fā)可以帶來(lái)全球變冷。
飛上云霄的火山灰
普林尼型噴發(fā)的巨大威力,為各種火山里的物質(zhì)進(jìn)入大氣層提供了動(dòng)力,這是火山制冷的重要一步。別看火山只是一座山,在看不見(jiàn)的地下,有巨大的巖漿池。里面混雜了熔化的巖石、水蒸氣、二氧化碳,以及二氧化硫。火山一旦爆發(fā),這些物質(zhì)就像坐著火箭直沖云霄,進(jìn)入大氣的平流層。平流層距離地面已經(jīng)超過(guò)20千米,通常是民航客機(jī)飛行的地方。那里風(fēng)很大,而且特別冷。黑壓壓的火山灰去了那里可以擴(kuò)散到很遠(yuǎn)的地方?;鹕交译m然可以阻擋一部分陽(yáng)光照射到地面,但最多幾個(gè)月就會(huì)落回地面,還你一個(gè)藍(lán)天白云的世界,比較可怕的是二氧化硫。
可惡的二氧化硫
火山里的二氧化硫氣體在平流層的狂風(fēng)中開(kāi)始做環(huán)球旅行,并且與水汽結(jié)合形成硫酸液滴。這些液滴因?yàn)樘p了,一時(shí)半會(huì)兒很難落回地面??墒沁@些液滴形成的高空云層,將大量的太陽(yáng)光反射回太空。然后,待在云朵下面的人和動(dòng)物、植物就開(kāi)始遭殃——下面變得越來(lái)越冷。這些可惡的硫酸液滴如果一直懸浮在那里,地球就會(huì)一直降溫,我們有可能重回冰河世紀(jì)。好在,下雨可以把它們從大氣里沖洗掉,不過(guò)是以酸雨的形式。
歷史上的大降溫
在下酸雨以前,地球就不得不忍受暫時(shí)的寒冷了。下面就請(qǐng)“欣賞”幾個(gè)著名的歷史場(chǎng)景。里面出場(chǎng)的人物有十足的把握向你證明,一次火山爆發(fā)帶來(lái)的降溫足以讓所有人陷入恐慌。距離我們最近的是1991年菲律賓皮納圖博火山噴發(fā)(你在2017年10月的雜志上已經(jīng)見(jiàn)識(shí)過(guò)它的威力了),全球至少被冷卻了2到3年。印尼喀拉喀托火山從1883年8月的一天下午開(kāi)始噴發(fā),接下來(lái)的4年里異常寒冷,出現(xiàn)了強(qiáng)勁的暴風(fēng)雪,各地都有破紀(jì)錄的降雪。然而歷史上任何一次火山噴發(fā)都比不上那次造成“無(wú)夏之年”的坦博拉火山噴發(fā)。這座火山在1815年噴發(fā)后造成的極端天氣是全球性的。美國(guó)東部被塵霧籠罩,太陽(yáng)黯淡到人們可以用肉眼看清太陽(yáng)表面的黑子。接著,紐約州出現(xiàn)了仲夏時(shí)節(jié)的霜凍和6月飛雪,無(wú)數(shù)莊稼被摧毀。從總統(tǒng)職位退下的托馬斯·杰斐遜欠的錢(qián)是越來(lái)越多,因?yàn)榛丶覄?wù)農(nóng)的他根本沒(méi)有收成。一家報(bào)紙悲觀地說(shuō):“已經(jīng)是7月中旬,我們還看不到一點(diǎn)可以把現(xiàn)在叫作夏天的跡象?!碑?dāng)時(shí)的情況一定是非常糟糕的。
火山冬天帶來(lái)的好事
然而,也不是所有人的生活都變得糟糕。德國(guó)發(fā)明家卡爾·德萊斯發(fā)明了腳踏車,因?yàn)楫?dāng)時(shí)用來(lái)拉車的馬沒(méi)有飼料可吃。英國(guó)小說(shuō)家瑪麗·雪萊也是在這個(gè)時(shí)候創(chuàng)作她的小說(shuō)《弗蘭肯斯坦》的,異常的夏季陰雨使得在瑞士度假的她沒(méi)法出門(mén)。科學(xué)家們則試圖解答火山究竟有什么本事讓地球冷到這樣的程度。
在火山嚴(yán)冬求生
對(duì)于該如何熬過(guò)這樣的嚴(yán)冬,似乎還沒(méi)有人仔細(xì)想過(guò)。這實(shí)在是太奇怪了!放眼全球,至少有12座足以造成重大混亂的超級(jí)火山,均勻地分布在美國(guó)、南美的安第斯山、地中海、日本和印尼的幾個(gè)島嶼上,不偏不倚地剛好威懾著全球70多億人口。這些超級(jí)火山,因?yàn)槊看伪l(fā)之間的間隔有點(diǎn)久,長(zhǎng)達(dá)幾百萬(wàn)年,所以一次爆發(fā)就能釋放出超過(guò)1000立方千米的巖漿。美國(guó)黃石火山如果爆發(fā),整個(gè)美國(guó)中西部都會(huì)被火山灰掩埋。寒冬一旦來(lái)臨,我們會(huì)面臨以下問(wèn)題:
1. 首先是取暖。全球氣溫會(huì)下降好幾度,冬天將比以往更嚴(yán)寒。但這或許不成問(wèn)題。因?yàn)槲覀兛梢匀紵汉吞烊粴馊∨?,還有核電站。
2. 火山灰覆蓋的農(nóng)田將寸草不生。但是隨著時(shí)間推移,火山灰里豐富的礦物質(zhì)會(huì)使得那里的土地非常肥沃,反而利于植物生長(zhǎng)。所以這也不是大問(wèn)題。
3. 最大的問(wèn)題是一日三餐。因?yàn)槎唐趦?nèi)光照的減少,全球氣溫的下降,毫無(wú)疑問(wèn),所有地方的農(nóng)作物產(chǎn)量都會(huì)下降。我們很可能需要停下手中大部分工作來(lái)種莊稼。使用LED人造光源給植物補(bǔ)充光照將變得非常流行。吃肉的同學(xué)建議先忍忍吧,因?yàn)槲覀冋也坏綎|西來(lái)喂養(yǎng)牲畜。
雖然地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為,火山爆發(fā)帶來(lái)的劇烈氣候變化和寒冬可能造成了史前幾次生物大滅絕,但并沒(méi)有十足的證據(jù)??傊?,珍愛(ài)生命,遠(yuǎn)離火山吧!
小哥白尼·趣味科學(xué)畫(huà)報(bào)2019年2期