火山“泄压”带来的巨大压力

发布者:系统管理员发布时间:2012-05-31浏览次数:486栏目:海底火山


冰岛火山喷发

    2010年4月14日,冰岛第五大冰川——埃亚菲亚德拉冰盖冰川下一座火山开始连续喷发,火山灰冲上万米高空,逐渐覆盖整个欧洲的天空。16日,火山再度喷发,引发冰泥流,带来巨大洪水。17日晚,冰岛天气转晴。当地居民可以看到,火山喷发仍然没有终止的意思。火山上空烟尘滚滚,并伴有雷电。不过,火山喷发引发的山洪已趋于稳定。据估计,此次喷发过程中,约有1亿立方米至1.5亿立方米的冰川被融化。
    冰岛本身就是由火山活动所产生的岛屿国家,从地质构造上来看,冰岛位于亚欧板块和北美板块的边界上。此外,冰岛的火山位于海底,但却可以在地面上看到其爆发,这样的火山在世界上极为罕见。因此,冰岛历来是火山地质专家钟爱的研究“热点地”。美国俄亥俄州国家大学地球科学博士丹尼尔•凯利解释了他长期在冰岛从事研究的原因,“大量的火山活动围绕着洋中脊,但它们几乎都在水下,我们通常只有从海洋疏浚和钻探中研究它们。而冰岛在世界上的地位是唯一的,我们可以通过它对洋中脊进行研究。”
    2009年4月,凯利和其他研究人员勘测了冰岛地下的所有火山,得出的结论是:冰岛火山在未来两年内可能会有爆炸性的喷发,快速移动的岩浆会驱使硫和火山灰冲出地壳并进入大气层,可能传播到整个地球。
    此次火山喷发发生在冰川之下使情况变得非常复杂。英国杜伦大学地球科学专家麦佛逊将这种情况比喻为将一个热平底锅放在厨房水龙头下方:热熔岩接触到冷水,随即产生水蒸气。若水蒸气受岩石遏制,压力便会持续上升,足以发生局部爆炸。冰岛火山爆发经常依循的模式是在一开始时表现得非常剧烈,但冰岛大学地质学家艾尔纳森指出,这次喷发却是一开始比较平静。因此,对于火山喷发何时停止这样的问题一时学界也难以给出答案。
    此次冰岛火山爆发在我国火山地质专家、中科院院士刘嘉麒看来是“并不怎么特殊”,“根据我所看到的资料,这次火山喷发最多不会超过三级,算不上大规模火山喷发。”刘嘉麒院士说。在火山学上将火山喷发划分为八级,是根据火山喷发量划分的,每两级之间相差一个数量级。在五分之四国土属于火山区的冰岛,几乎每五年就发生一次火山喷发,每次持续时间从几天到几个月不等。
    对于此次冰岛火山爆发,多数科学家认为,与历史上造成全球气候变冷的火山喷发相比,这次的规模小了不少,因此不会明显改变气候。世界气象组织表示,历史上几次非常大规模的火山喷发都曾导致异常的气候问题,例如1991年菲律宾皮纳图博火山喷发后就曾造成气温骤降。但冰岛火山的喷发强度远不及皮纳图博火山,其产生的火山烟尘总量较少,而且一直停留在5000米至10000米的大气对流层。皮纳图博火山喷发之所以造成第二年全球气温下降,是因为火山烟尘上升到了万米以外的平流层,并阻挡住了照向地球的太阳光线。但从目前的情况来看,冰岛火山的喷发还不会对全球气候产生什么影响。
    那么,是不是全球气候变化引发了火山喷发?专家称,没有证据说明是全球气候变化引发了类似中国青海玉树地震和导致欧洲各国关闭机场的冰岛火山喷发这样的地质灾害。不过,科学家们呼吁要展开广泛的调查,查清楚在全球气候变化的大环境中,气温上升是否会导致更多的火山喷发、地震、山崩和海啸。
    由于全球气候变化问题已被人们广泛关注,冰岛火山喷发事件也促使一些人认为不断变化的全球气候是火山喷发和地震频发的主因。英国专家指出,“这种说法纯属无稽之谈,不过,已经有足够的证据证明必须严肃对待气候变化这一威胁了。”与英国专家模棱两可的结论相比,德国科学家对此问题的看法更加明确,“原来,人们普遍认为气候变化和此类事件之间不存在任何联系。但现在的观点是,如果气候的确出现了巨大变化,应该可以看到变化带来的影响。”德国的研究显示,地壳有时非常脆弱,一场滂沱大雨就可以引起地球表面压力的变化,从而导致地震发生。


冰岛火山喷发近景


    火山活动的地区与地壳断裂带、新构造运动强烈带或板块构造边缘软弱带有关,常呈有规律的带状分布。从近几年地震发生次数来看,人们会认为地壳进入了活跃期。对此,国家海洋局第二研究所副所长李家彪研究员认为,“要做出这个判断,需要有一个时间维度,如果以十年乃至百年为统计单位,就不会简单做出一个结论。”他同时表示,判断地壳是否进入活跃期需要区分具体区域。“目前来看,这些地质活动都还处在正常范围内,根本无法和白垩纪等地质活跃年代相比。”刘嘉麒院士与李家彪研究员的观点基本相同。关于未来地壳运动是否将变得更活跃,学界尚未有共识。
    据美国《纽约时报》报道,经济学家已经开始考虑此次冰岛火山喷发对欧洲脆弱的经济复苏带来的不利影响。不过,大部分经济学家认为,如果危机能够很快过去,后果不会是灾难性的。有些损失是可以弥补的,那么对于环境来说,尤其是对于已经非常脆弱的海洋来说,火山喷发会带来怎样的后果?“现在还难以知道冰岛的这次火山喷发对海洋生态会产生哪些影响,还有待于科学调查和评价。”国家海洋局第三海洋研究所周秋麟研究员表示。
    但同时,周秋麟研究员认为暂时可以做出四点判断,第一,爆发区周围海洋生物死亡,之后,适应高温和高浓度二氧化硫的生物将大量繁衍,新的生态系统逐步建立,对于当地来说,可能出现新的物种。地球的历史表明,火山运动在地球格局形成中起到重要作用,无论是大陆形态的形成,还是地球的海洋和大气的形成,或者生命的起源,均和海底火山活动有关。第二,火山灰和熔岩形成巨量的沉积物,掩盖了海底,会使很多的生物窒息。第三,火山爆发形成的大量二氧化硫、二氧化碳等物质和大气中的水分相互作用,会形成酸雨进入海洋。海水酸化将严重影响到利用碳酸钙生长的生物的繁衍,其中包括颗石藻类浮游植物、浮游有孔虫和翼足类软体动物等,这些微小的生物是鱼类和海洋哺乳动物(包括某些鲸类)的主要食物来源,因此有可能改变整个生态系统平衡。海水酸化对珊瑚礁的严重影响已经引起全球的关注,珊瑚礁白化与海水酸化直接相关。第四,火山灰和火山爆发释放出的适量磷酸盐、铁和其他具有营养作用和生物活性作用的痕量金属有利于浮游植物等的生长。但过量则可能在局部海域形成无生物区。
    2009年,英国利兹大学的保罗•维格纳尔教授、中国地质大学(武汉)的赖旭龙教授等学者共同组成的研究团队,在美国《科学》杂志上发表了他们历时4年的研究成果。该成果的结论是:地球上有史以来最大规模的一次生物大灭绝,很可能是四川峨眉山玄武岩火山大爆发导致的。
    约2.6亿年前的二叠纪时期,是在地球历史上物种发生最大规模灭绝的时期。关于这个灭绝时期的过程与成因学界长期以来存在极大争议。在众多争议之中,“火山爆发论引起物种灭绝”的观点,由于找不到直接的证据而被长期忽视。大约在2.6亿年前的二叠纪时期,当时还是一片浅海的峨眉山,曾发生过一场规模空前的玄武岩火山喷发,火山在瞬间释放出25万平方千米的熔岩。总体积高达50万立方千米的熔岩,在当时引起了巨大的环境灾难,毁灭了全球超过90%的海洋生物和超过70%的陆地物种。也许,威力不算特别巨大的冰岛火山喷发事件可以促使更多的科学家对火山、地震等地球“泄压”活动展开更深入的研究。


冰岛火山喷发与极光交相辉映

来源:海洋世界