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新科普丨火山灰,是灰嗎?會影響氣候變化嗎?

作者:上觀新聞

1月14日和15日,南太平洋島國東加一座海底火山連續兩次劇烈噴發并引發海嘯。1月17日,東加海底火山發生了另一次“大噴發”。東加氣象局稱,東加全境是以次海底火山劇烈噴發面臨海嘯、暴雨、洪水和強風的威脅。有報道稱,除了海嘯,大量随之噴發出來的火山灰,可能是更大的災害。

遠在南太平洋上的一座海底火山噴發,會對人類生活有多深遠的影響?解放日報·上觀記者就此采訪了上海同濟大學海洋與地球科學學院楊守業教授。

新科普丨火山灰,是灰嗎?會影響氣候變化嗎?

這是1月20日早晨在東加首都努庫阿洛法拍攝的遭受海嘯侵襲後的景象。(來源:新華社)

【火山灰,是灰嗎?】

此次東加火山噴發比較強烈,附帶産生了海嘯等自然災害,影響到整個泛太平洋沿岸地區,環太平洋多國如斐濟、薩摩亞、紐西蘭、澳洲、日本、美國、加拿大、智利等均釋出了海嘯預警。但從将來影響看,火山噴發出的大量火山灰可能是更大的危害。

火山灰,究竟是什麼?是灰嗎?上海同濟大學海洋與地球科學學院楊守業教授解釋,其實火山灰,并不是“灰”,也不完全是顆粒物。“火山灰”的專業術語是——火山噴發碎屑物,通常這些碎屑物小于2毫米,這其中還包含着氣體,隻是在火山噴發時,氣體便揮發掉或形成酸雨了。

新科普丨火山灰,是灰嗎?會影響氣候變化嗎?

這是近日在東加首都努庫阿洛法拍攝的被火山灰覆寫的汽車。(來源:新華社)

“火山灰的主要成分是火山噴發時帶出來的岩屑礦物質。”楊守業教授介紹,除此之外,還有一種名為“火山玻璃”的物質,它是識别火山的标志性成分。火山玻璃的形成原因是在海底下,有着幾千度高溫的岩漿噴發出來後,遇到冷空氣後快速冷卻,但卻來不及結晶,便形成了非晶質或隐晶質的、類似玻璃一樣的無定形固體。“它們黑乎乎的,在顯微鏡下能清楚地看到有‘孔洞’,這些就是火山玻璃。”楊守業教授進一步解釋,從化學成分來看,火山灰成分50%左右是二氧化矽。而且,火山灰并不全都是黑色或灰色——不同的岩漿成分可以形成不同顔色火山灰包括火山玻璃,有的是黑色,有的是棕色,有的甚至偏黃色。

其實,全球海底有很多大大小小的火山,幾乎每天都有火山在噴發;但因為大部分火山藏在海裡,沒有出露形成島嶼,它們噴發時我們很難直接看到。楊守業教授說,這次東加火山噴發之是以受關注,是因為它的噴發強度是近一些年比較大的。目前已有的證據表明,東加火山噴發後,釋放了40萬噸二氧化硫。但噴發還在繼續,是以二氧化硫含量還會增加。

火山灰落下來,沉積在海底,它的成分和正常的海洋沉積物不同,科學家可以根據海底火山灰沉積層(一般幾毫米)分析出古火山是何時噴發的、可能有多大規模,為人們研究火山噴發規律提供幫助。“這就好像樹木的‘年輪’一樣,地層中的火山灰層是非常理想的定年材料,可以讓科學家解讀地球火山故事。”

新科普丨火山灰,是灰嗎?會影響氣候變化嗎?

這是近日在東加首都努庫阿洛法拍攝的被火山灰覆寫的街道。(來源:新華社)

【火山灰,影響氣候變化?】

東加島嶼火山噴發後,關于“火山噴發會改變全球氣候”,乃至“受益于火山噴發,可以抵消全球變暖影響、減輕減排壓力”等話題引發熱烈讨論。

不僅污染水源,火山灰也是損害當地農業和最終影響全球氣溫的罪魁禍首。據央視新聞19日消息,目前東加當地蔬菜供應出現較大問題,居民已經買不到新鮮蔬菜,預計短時間内蔬菜等食品供應難以恢複。此外,東加到處都是火山灰,居民對水源采取了一定的保護,對地下水加裝淨化水裝置。人員外出仍需要佩戴醫療口罩。火山噴發後,火山灰會飄到高空,由于粉塵過大,會影響航線中的通信,是以很多航線也會是以取消。

新科普丨火山灰,是灰嗎?會影響氣候變化嗎?

火山灰的影響大小,主要看火山的位置和噴發的強度。楊守業教授解釋,如果火山在深海底,遠離大陸,噴發規模又比較小,那麼影響不大;如果離陸地很近,那麼危害就很大了。大家印象最深的要數,1900多年前的意大利繁華城市——龐貝古城,竟渾然不知會被維蘇威火山的爆發一夜之間毀滅。

有報道稱,這次東加火山噴發高度達到近30公裡,大量火山灰進入平流層。火山灰一方面會遮蔽太陽對地表的直射,一方面增加太陽向太空的反射,最終降低地表溫度。曆史記錄表明,單一的火山噴發,其直接氣候影響的時間一般持續1-2年,在短期内使溫度降低,造成冷暖震蕩。

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這是1月20日早晨在東加首都努庫阿洛法拍攝的遭受海嘯侵襲後的街道和房屋。(來源:新華社)

火山噴發出氣體主要成分是二氧化硫。從曆史記錄來看,1980年美國聖海倫火山噴發,産生了約100萬噸二氧化硫,造成第二年全球平均溫度下降約0.01度,澳洲、南美洲南部和非洲南部局地降溫可達0.02度,大陸東南部地區降溫約0.01度,西部約0.02度。1991年菲律賓皮納圖博火山噴發,産生約2000萬噸二氧化硫,最終造成全球平均氣溫降低0.5度。楊守業教授認為,由于本次東加火山噴發産生的二氧化硫量遠小于這兩次,是以可以推斷其對全球氣溫降低的影響應該比較小,不足以改變目前全球的長期增溫趨勢;二氧化硫形成酸雨帶來的危害更值得關注。

也有專家提到,火山噴發會導緻一定程度的降溫,但是脈沖式的。噴發後6個月左右,以及12-18個月,是火山灰對全球氣溫下降影響最顯著的兩個時段。在短暫的一兩年之内會有影響,但之後對全球氣溫的影響會消失,而且也要看最終噴發的二氧化硫量。對于此次東加火山噴發的短期和長期氣候影響科學家還需要更多研究。

新科普丨火山灰,是灰嗎?會影響氣候變化嗎?

這是近日東加首都努庫阿洛法居民清理路面的景象。(來源:新華社)

但是,火山灰也有好處。除了給地質學家提供定年“标尺”,火山灰把地球深部的東西都帶出來了,這些鐵、鎂、鉀等元素,相當于給海洋施肥,也可以提高海洋初級生産力。

欄目主編:黃海華 文字編輯:李蕾 題圖來源:視覺中國 圖檔編輯:雍凱

來源:作者:李蕾

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