湯加依然失聯著,在這種焦慮中,很多人在思考,全球氣候變暖,會不會引發火山爆發呢?而很多科學家的研究結論是,全球氣候變暖,確實會引發火山爆發。
要理解全球氣候變暖為什麼會引發火山爆發,首先要理解火山爆發產生的原理。火山噴發是地殼運動的一種表現形式,也是地球內部熱能在地表的一種最強烈的顯示,是岩漿等噴出物在短時間內從火山口向地表的釋放。岩漿中含大量揮發成分,其上覆岩層的圍壓使這些揮發成分溶解在岩漿中無法溢出。當岩漿上升靠近地表時,壓力減小,揮發分急劇被釋放出來,於是形成火山噴發。
從地質學理論上看,是地殼運動的不平衡導致了地殼板塊之間的碰撞,引發了火山爆發。地殼均衡是描述地殼狀態和運動的地質學基本理論,它闡明地殼的各個地塊趨於靜力平衡的原理。地殼均衡理論認為,只有在大地水準面以下某一深度處具有相等壓力,如大地水準面之上的海洋(或山脈)的品質過剩能夠由大地水準面之下的品質不足來補償,地殼才能處於平衡狀態。如果大地水準面以上的物質分佈發生改變,就會導致地殼壓力不均衡,從而引發火山爆發,或者地震。
地球的結構從外向裏,分別是地殼、地幔和地核。其中,地殼和地幔頂部是由花崗質岩、玄武質岩和超基性岩組成的岩石圈,厚60~120千米。地球表面的地殼並不是鐵板一塊,而是分裂成許多塊,這些大塊岩石稱為板塊。在地幔上部還有一部分是軟流層,它位於岩石圈的下方,溫度是在1300攝氏度左右,壓強達到了3萬個大氣壓,已接近岩石的熔點,因此,這裏的物質呈現半黏稠狀態,是岩漿的發源地。
根據板塊構造學說,地殼分為兩種,一種是大陸地殼,一種是大洋地殼。大陸地殼覆蓋地球表面的45%,主要存在於大陸、大陸邊緣海以及較小的淺海;大洋地殼是分佈於大洋盆地之下的地殼。從地殼厚度上看,大陸地殼一般要厚於大洋地殼,大陸地殼厚度平均為33千米,受重力均衡作用控制,在高山區陸殼下部存在山根,所以地殼厚度增大;大洋地殼較薄,平均6千米。從地殼組成結構上看,大洋地殼與大陸地殼有根本區別,大洋地殼的結構比大陸地殼更為均一,自上而下,系由沉積層和矽鎂層(5~6km)組成,平均密度為3.0克/釐米3;而大陸地殼的化學組成以矽鋁質為主,可分為兩大類岩石:一類是地殼上部的相對未變形的沉積岩或火山岩堆積,另一類是已經變形變質的沉積岩、火成岩和變質岩帶。後者構成地球表面的山脈,前者多在地殼表層的盆地及其邊緣。
大陸地殼板塊和大洋地殼板塊的交界處,密度和厚度都有差異,導致地殼容易形成不均衡狀態,因此是岩石圈最薄弱的地方。軟流層之間會有熱對流作用,這就會使已經達到均衡的板塊發生移動。板塊之間因為地殼物質品質或者承受重量發生變化,就會發生擠壓或者分離,軟流層的岩漿就會突破岩石圈,噴發出來,以改變現有的壓力分佈,形成地殼壓力新的平衡。這就是火山噴發。
全球氣候變暖導致了陸地上冰川的融化加快,使大陸板塊承受的壓力減輕。這些大陸冰川融化後形成水,最後都彙聚流入了海洋,導致了海平面上升,也導致了海洋板塊承受的壓力增大。這就導致了地殼壓力的不均衡,因此,就會引發更多的火山爆發,通過岩漿的噴發調整地球大陸板塊和大洋板塊之間的壓力,以實現新的地殼平衡。
全球氣候變化導致的各種災害之間還互相作用,加大了災害發生的頻率和損害程度。例如,全球氣候變化導致了澳大利亞的極度高溫,引發了2019-2020年澳大利亞叢林大火,這場大火連續燒了210天,燃燒了足足400公頃,使得113種動物物種處於危險境地,有超30億只動物在大火中喪生。
澳大利亞大火排放二氧化碳約4億噸,使得南極氣溫首次突破20攝氏度。高溫讓冰川快速融化,融化的冰雪流入大海,導致地殼的品質在海陸之間重新分配,而這種地殼上的品質重新分配破壞了原有的地殼和地幔的重力平衡。為了達到新的平衡狀態,地殼必須重新調整它的品質分配,而這種調整,必然導致劇烈的板塊運動,從而引發強烈的地震或火山爆發。
所以,火山爆發其實是地殼通過噴射出岩漿而進行的釋放壓力的過程。全球變暖能夠引發火山爆發或者地震等地質災難,是因為氣候變化可以通過冰川融化、洪水、森林大火等,大規模地改變地球表面物質的分佈。例如,融化的冰川和上升的海平面改變了水體的分佈,這種改變破壞了原有的地殼壓力平衡,導致地殼處於不均衡狀態,進而引發了地裂、地震和火山爆發。因為地球需要通過這些激烈的地殼運動來釋放壓力,形成新的平衡。
很多地質學教授的研究顯示,全球變暖使格陵蘭冰蓋加速融化,海水增加導致海平面上升,這種地球巨量的物質轉化破壞了原有的地殼重力均衡,引發了強烈的地殼重新構造運動。很多學者認為,這是目前環太平洋地震帶和火山帶活動頻繁的原因。
2010年,聯合國環境規劃署發佈了一份名為《高山冰川和氣候變化對人類生計和適應的挑戰》的報告,對全球主要冰川近年來的融化速度進行了排序。聯合國環境規劃署表示,因為氣候變暖、冰川融化,過去150年來地球上的冰川面積一直在縮減,但自20世紀80年代以來,這種變化的速度顯著加快了。北極、歐洲、亞洲高山地區、美國西北部、加拿大、安第斯山區和巴塔哥尼亞地區的冰川都在融化,甚至在龐大的興都庫什-喜馬拉雅山區,大多數冰川也在縮小,其中南美洲和阿拉斯加地區的冰川融化速度最快。
於是科學家們將這期間發生的地震和火山爆發的時間及地點全部用表格的形式列出來,並在地圖上標注。結果發現,這些地震和火山爆發的統計學特徵非常明顯,發生的地點具有明顯的洲際差別,大部分都發生在美洲和亞洲。美洲、亞洲與歐洲、非洲、大洋洲的最大區別是具有高聳的山脈和廣闊龐大的山地冰川,並且是冰川融化最強烈的地方。
學者們認為,統計學證據表明,氣候變暖導致的冰川劇烈融化、海平面上升,打破了原有的大陸板塊和大洋板塊的重力均衡,引發了地殼構造運動,使環太平洋地震火山帶活動強烈。
-藍虹,《含淚遠去的海島——碳中和的故事》,中國環境出版集團