由于附近的阿贡火山愤怒地喷出火山灰并且岩浆正在上升,巴厘岛数万人已经撤离家园。许多巴厘岛人认为这座山是神圣的,并将火山偶尔的爆发视为道德上的告诫,而地质学家则认为这种活动是地球行为的常规部分。但是科学家们发现了另一种力量——气候变化——会影响火山爆发的频率。现在一项新的研究表明,即使是相对较小的气候变化也可能产生这样的影响。如果他们是对的,那么今天的全球变暖可能意味着未来会发生更多更大规模的火山爆发。
纵观地球历史,地球经历了大规模的自然气候变化时期,例如进入和离开冰河时代。科学家们注意到,随着冰川融化,火山爆发的趋势有所增加。在最近发表于Geology的一项研究中,研究人员研究了冰川覆盖范围较小规模的变化,以查看这些渐进的差异是否产生任何影响。
科学家们专注于大约5500到4500年前冰岛的火山爆发。在那段时期,地球气候变冷,冰川增长,但没有全面的冰河时代。为了重建火山活动的时间线,研究人员检查了冰岛的火山爆发记录,以及冰岛火山爆发期间落在欧洲的火山灰记录,这些火山灰最终沉降到欧洲大陆泥炭沼泽和湖泊的微观层中,研究作者格雷姆·斯温德尔斯说。他和他的同事将这些层与特定的冰岛火山相匹配,然后制定了火山爆发增加和减少的详细时间表。
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当科学家将火山记录与冰川覆盖范围进行比较时,他们发现随着气候变冷和冰层扩张,火山爆发的次数确实显着下降。“在全新世中期 [时期],记录发生了很大的变化,我们看到欧洲没有火山灰,冰岛的火山灰也很少,”利兹大学地球系统动力学副教授斯温德尔斯说。“这似乎与气候寒冷时期重叠,这有利于冰岛的冰川前进。” 他说,他的团队观察到冰川前进和火山活动减少之间大约有 600 年的滞后。“那是因为冰川的增长需要很长时间,”他解释说。
迪金森学院地质学副教授本·爱德华兹说,这项新的研究“可能正在研究迄今为止最小规模的气候变化,以表明它对火山活动有影响”。“在间冰期看到这种变化表明,气候变化与火山活动之间的关系比科学家先前认为的“更为微妙”。德国海德堡大学的火山学家朱莉·辛德尔贝克说,这项工作表明“即使冰量的微小变化也可能真正影响火山活动”。
尽管科学家们并不完全了解为什么冰川似乎会减弱火山爆发,但他们认为其机制可能相当简单。当冰川扩张时,所有这些冰都会对地球表面产生巨大的压力。“它会影响岩浆流动以及地球中岩浆流向地表的空隙和缝隙,以及地壳实际可以容纳多少岩浆,”斯温德尔斯说。当冰川退缩时,压力解除,火山活动激增。“冰川消失后,地表压力降低,岩浆更容易传播到地表,从而爆发,”斯温德尔斯在给《大众科学》的电子邮件中写道。
这正是他和他的团队在观察地球再次变暖和冰川融化时发现的情况——他们统计到更多的火山爆发。他们再次看到了时间滞后,这次是在冰融化和火山爆发增加之间。但这次间隔较短。“如果温度升高,冰融化的时间相对较少,”斯温德尔斯说,相比之下,当温度降低时,冰川增长的时间较长。“因此,如果您正在观察[变暖和随后的]火山爆发期,滞后时间可能会短得多。” 他还指出,当火山爆发发生在较冷、冰雪覆盖的时期时,其规模似乎较小。随着气候变暖,火山爆发似乎变得更大。
爱德华兹指出,冰岛独特的地质使其火山活动非常活跃,与其他许多地方相比——而且可能比其他地区更容易受到冰效应的影响。“它可能是一个对[冰川生长和融化]格外敏感的地方,”他说。
这种现象是否会随着现代气候变化而发生尚不清楚。但斯温德尔斯表示,他团队研究的冰川覆盖范围变化与地球可能因人类影响的变暖而经历的变化幅度相似。“我认为我们可以预测,在世界冰川和火山相互作用的地区,我们可能会看到更多的火山活动,”他说,并列举了美国太平洋西北地区、南美洲南部甚至南极洲。他说,这引起了严重关注——对于航空公司等企业以及人类和环境的总体健康。“火山灰和排放物可能是致命的,”他说。“即使不是致命的,至少也是非常有破坏性的。”