火山喷发算是比较常见的自然灾害,一般的小火山只有及时疏通预险就不会有问题,但一旦超级火山喷发人类则将面临面临灭绝。近期,不仅地震频繁,火山喷发也格外的频繁,是么情况导致了现在这种现象?难道世界末日真的来临?

  地球上大约有20个已知的超级火山, 包括印度尼西亚北苏门答腊的多巴湖、新西兰的陶波湖、靠近意大利那不勒斯稍小的坎皮佛莱格瑞。超级火山喷发很少发生,平均每10年只有一次。但一旦发生, 其对地球气候和生态将造成灾难性的后果,堪比一个小行星对地球的撞击。该团队对不同大小火山的爆发条件进行了超过120万次的模拟,演示出不同状况喷发的 不同原因。

超级火山爆发为何如此频繁 世界末日来临前兆

  小且频繁的火山喷发是由已知的一个叫做岩浆补给的过程引起的,其给予岩浆房围墙以压力直到断裂点;而较大且不太频繁的火山喷发是由火山底下低密度岩浆缓 慢积累驱动引起的。研究人员还用这个新模型预测了地球上火山可能喷发的最大规模。这是科学家首次能够在火山爆发的频率及幅度和对其预测之间建立物理链路。 火山爆发的大小是出了名的难以预料。

  例如,在意大利斯特隆博利岛火山岩浆每隔10分钟喷出,两天即可填满一个奥林匹克游泳池。然而,火山最后一次大喷发是在超过7万年前发生的,喷涌而出的 岩浆足以填补十亿个游泳池。该研究主要作者、日内瓦大学地球与环境科学系助理教授卢卡解释说:“我们估计岩浆库最多可以包含突发性岩浆35000立方公 里,其中约10%会在大爆发的过程中被释放,意味着最大的火山喷发可能释放约3500立方公里的岩浆。”

  这项新研究确定了参与爆发频率和大小的主要物理因素,如2010年在冰岛由埃亚法特拉火山引起的火山灰云。布里斯托尔大学地球科学学院的乔恩教授说: “了解什么在控制这些不同类型火山的运行状况是一个基本的地质问题。一些火山定期渗出数量不大的岩浆,而另一些会击打罕见的超级火山的顶端。此项研究工作 表明,这种运行状况决定于从火山底部岩浆供应地壳浅部的速度和地壳本身的强度之间的相互作用。”

  超级火山是指能够引发极大规模爆发的火山。虽然对于爆发规模没有严谨的界定,但极大规模爆发都以瞬间改变地形,瞬间改变全球天气及全球性的生命灾难。超级火山与普通火山的形成不同,普通火山的地貌特征通常呈圆锥形,很容易辨认,但是超级火山是从巨大的峡谷中喷发出来的,火山口直径甚至可达数百公里,如印尼苏门答腊岛北部的多巴湖原来就是超级火山喷发后形成的火山湖。

超级火山爆发为何如此频繁 世界末日来临前兆

  发现、鉴别火山的方法有很多,如果你能够在不同的地点找到火山,那自然是发现了一座新火山。但是还有别的方法。比如通过鉴别火山灰的成分来辨识、定位火 山,或者通过冰层与海洋的信息来推测附近是否有火山喷发过,再进行实地勘察也行。而超级火山的喷发,可以将火山灰喷洒到方圆6400公里的范围内,火山灰 中的含硫物质散布于空中。

  经过物理化学变化形成高浓度硫酸,可以导致大气中含有2000兆至4000兆吨硫酸,大致相当于全球每年所有工业含硫物质排放总量的25倍多,还可以使 海水温度骤降6摄氏度左右,破坏力极其可怕的。已知全球有40多次8级火山爆发,最大规模的一次位于巴西南部帕拉纳州,其规模是黄石火山最大规模的3.5 倍,此外帕拉纳还发生了9次8级喷发,总计喷出49590立方千米火山物质。最大的VEI-7火山爆发是位于加拿大的班尼特湖,是长谷火山的1.4倍,因 为年代太久远,火山口已不成人样了。

  超级火山并非随便一座火山爆发就把它说为超级火山,超级火山爆发能瞬间改变全球,甚至威胁到人类。超级火山通常爆发的火山物质要在1000立方千米以 上,这样才能叫做超级火山,也就是说,超级火山发生过无数次爆发,而其中总有一次喷发量达到了1000立方千米,否则就不是超级火山。

  当代美国人 经历过的最大的火山喷发是位于华盛顿州的圣海伦斯火山喷发(1980年5月),当时有70亿吨岩石被冲出,所产生的碎屑足以将曼哈顿埋在地下达16.5米 之深。这次火山爆发的威力相当于500颗广岛原子弹的威力,被摧毁的森林面积是华盛顿特区的3倍,火山灰喷到了2.4万米的高空。然而,超级火山的喷发规 模更大,竟然可以达到圣海伦斯火山的1000倍。

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  就拿黄石公园的超级火山来说,据科学家研究,210万年前,黄石公园发生了第一次超级火山爆发,喷出的火山灰遍布十六州的区域,130万年前又发生了一 次超级火山爆发,然后过了64万年再度重演。一次次巨大的火山爆发,尤其是最后一次爆发,从火山口中喷发出来的物质将这里大约9000平方公里的区域全部 覆盖,厚度超过1500米的熔岩高原。

  火山喷发频繁发生绝对不是一件好事,科学家认为,历史上的几次生物大灭绝都与火山喷发有关,而人类也将面对火山喷发带来的巨大灾难。

  人们或许对恐龙和远古生物的灭绝有所了解,是因为火山爆发导致远古时期的大规模生物灭绝,随后衍生出了人类及其他物种。而现在,大多数地球科学家们相信,二叠纪生命大灭绝事件极有可能是由持续超过100万年的强烈火山喷发活动造成的。然而更多的人关注的是地球会不会再次发生大规模的火山爆发?或其他方式造成地球生物的末日呢?

  火山喷发将会极大地破坏生态环境

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  据外媒报道,如果有一个关于地质学领域取名方面的竞赛,那么“大灭绝”(Great Dying)应该能拿到一个不错的名次。在一个相对短暂的时期内,陆地上生活的大约70%的脊椎动物和海洋中大约90%的生物都完全消失了。二叠纪末期生命大灭绝一般被认为是地球历史上最严重的一次大灭绝事件。

  直到大约10多年前,有关这次发生在大约2.52亿年前的大灭绝事件通常都会被称作是“有史以来最大的谋杀谜团”,因为科学家们无法确定导致这场大灾难的具体原因究竟是什么,他们提出了各种各样可能的理论,但始终无法排除其中的任何一种可能。

  但就在近期,测年技术方面取得的进展,再加上新出现的地质学证据正将我们引向更加接近事情真相的位置上。现在,大多数地球科学家都相信,作为地球历史上五次最大规模生命大灭绝事件中最严重的一次,二叠纪生命大灭绝事件极有可能是由持续超过100万年的强烈火山喷发活动造成的。

  凶手:西伯利亚暗色岩?

  所以说所有谜团都已经解开了吗?也不尽然。

  的确,我们现在知道在当时有体积大约为500万立方公里的岩浆涌出地表,地点大致是在今天的俄罗斯西伯利亚地区。如此巨量的岩浆如果平铺到地球表面上,则足以将整个地球表面覆盖上一层厚度达到10米左右的岩浆层,而这一事件发生之后不久,紧接着二叠纪大灭绝事件就上演了。研究人员猜测这样一场空前的超级岩浆喷出事件将会释放出巨量的温室气体,驱动全球急剧变暖并导致全球的严重生态失衡。

  然而,有关这一事件如何导致如此多生命形式完全消亡的很多细节仍然是诸多科学讨论的话题。

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  这样的辩论并非仅仅是简单的学术探讨,它对于我们的生存有着深刻影响。这样的灾难性事件的结果塑造了我们今日所见的动物和植物种类。另外,在导致了生命大灭绝事件的当时所发生的一些环境现象在我们今天所生活的世界中仍然可以找到。一些科学家表示,增进我们对于生命几乎被完全毁灭环境情况的了解,将会增加我们作为一个物种能够长期生存下去的几率。

  1980年,美国加州大学伯克利分校的地质学家路易斯和沃尔特·阿尔瓦雷兹(Luisand Walter Alvarez)父子组成了一个小组,并找到了确凿的证据,证明地球历史上最著名的一场大灭绝事件,即发生在大约6500万年前白垩纪末期导致恐龙完全灭绝的事件可能是由一次大型陨星撞击导致的。这一成果激发大批科学家试图去找出其他几次大灭绝事件的可能原因,其中就包括规模比白垩纪末期大灭绝事件大得多,后果也严重的多的二叠纪末期大灭绝事件。

  在当时,西方很多被称为“灭绝事件搜寻者”的科学家们手头能够开展研究的样本和数据并不多,因为很多涉及相关年代的岩层都分布在一些当时他们难以抵达的地区,比如苏联和中国境内。但这并不妨碍他们不断提出自己的想法和新的理论。

  有一部分科学家将怀疑的目光投向了当时超级大陆,即所谓“泛大陆”或联合古陆的形成所产生的一些后续影响,如浅海面积的减少导致很多海洋生物无处栖身。另外一些科学家指出在晚二叠纪的岩层中发现了严重氧气缺乏和海平面下降的证据,这两者都可以解释当时发生的大规模海洋生命灭绝现象。

  还有一些人则猜想当时从海底释放出巨量的甲烷气体引发了灾难,但也有人指出,在西伯利亚发现的大量火山岩层很有可能与这一灭绝事件之间存在关联。每一层新鲜的岩浆都会覆盖此前一次喷发后已经凝结的岩浆,形成今天仍然可以见到的层层叠叠的巨厚岩浆岩层,也就是所谓的“西伯利亚暗色岩”。

  谜团加深

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  英国利兹大学的地质学家保罗·维格纳尔(PaulWignall)在2015年9月份刚刚出版了自己有关大灭绝方面的新书《最糟糕的时代》(TheWorstofTimes)。他表示:“当时的一种观点是认为二叠纪末期大灭绝事件是在延续是百万年的时间内逐渐发生的。”

  然而对在意大利多洛米蒂山区采集的样本进行分析之后,维格纳尔和英国伯明翰大学的安东尼·哈拉姆(AnthonyHallam)在1992年共同发表了一篇文章,指出二叠纪末期大灭绝事件实际上可能是在短短数万年的时间内迅速发生的。

  如此快的灭绝速度迫使科学家们开始着手去寻找能够对此进行解释的原因,很多人开始倾向于认为小行星撞击是最有可能的元凶。很多科学家还尝试去寻找能够印证这一观点的地质学证据,比如在澳大利亚的对应岩层中他们发现了很多冲击石英颗粒,这是沙粒在遭受严重冲击作用下形成的高压矿物,往往和陨星撞击事件有关系。其他一些研究人员则在南极洲开展搜寻,他们发现当地有些岩层中的样本测试得到的氦和氩的同位素值与形成与太阳系早期的富碳陨石的成分相当接近,这也暗示当时可能发生了陨星撞击事件。

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  然而,科学们始终没能找到与之对应的撞击坑位置,于是这一理论也很快便遭遇了挑战。美国斯坦福大学专门从事大灭绝事件研究的地质学家乔纳森·佩耶(JonathanPayne)表示:“我们找不到一次大型撞击或是其他任何大型灾难性事件能够造成如此规模的灭绝事件,除了形成西伯利亚暗色岩的那次事件之外。”

  随着年代测定技术的进步以及更多样本的取得,在地质学界一种共识逐渐形成,那就是火山岩浆的喷发可能是导致二叠纪末期大灭绝的真正元凶——尤其是在一些科学家经过研究之后发现当时西伯利亚地区岩浆喷发活动的持续时间应为100万年左右,而不是此前认为的1000万~5000万年。

  地质学家们把怀疑的目光投向了火山喷发事件,认为其可能是造成二叠纪末期生物大灭绝事件的元凶。

  地球生命的灭顶之灾

  那次空前的岩浆喷发活动所造成的灾难是极端严重的,而在海洋中,灾难导致的后果尤其严重,海底更是重灾区。

  很多物种整个大门类都被完全消除掉了,其中就包括目前已知最早出现的节肢动物——三叶虫,另外也包括一些原始的皱襞珊瑚和横板珊瑚,以及一些棘皮动物,比如花生形状的海蕾,它们是今天海胆和海星的近亲。其他一些,比如腕足类、苔藓虫以及和乌贼类似的菊石类动物、花朵形状的海百合类动物等等。

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  而相比之下,那些游泳生物的处境则相对稍好一些。尽管其中的一些种类,如棘鱼和盾皮鱼依然灭绝了,但更多其他种类的鱼类,以及身体长得和今天的鳗鱼可能有些相似的牙形石类动物则成功地存活了下来。而当时那些生活在陆地上的生物也同样遭遇了灭顶之灾。和海洋生物一样,很多陆生生物的种属也都被完全抹掉了,其中包括长着军刀般的尖牙,当时陆地上的食肉动物霸主丽齿兽,以及体型相对较大,食草的巨颊龙类动物。

  根据俄罗斯莫斯科古生物研究所的德米特里·谢科巴诺夫(DmitryShcherbakov)的说法,当时生活在二叠纪晚期的昆虫类生物中,大约有40%的种属就此消失了。很多原先生活在赤道地区的昆虫种属,如蟑螂和蝉,随着气温的升高,逐渐向北半球较高纬度地区扩散迁移。

  而在植物方面,有证据显示在当时所有的森林几乎完全消失了。

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  在当时占据统治地位的裸子植物种属中,很多开始就此衰落。在这一时期跨度长达1000万年左右的地层中没有发现煤炭,显示当时缺乏能够形成泥炭类沉积的植物。另外一项可以指示当时在植物界发生的严重情况是所谓的“二叠纪末真菌爆发事件”(fungalspike)——当时地层中发现真菌孢子化石的数量急剧增加。

  英国诺丁汉大学的巴里·洛麦克斯(BarryLomax)表示:“这一现象可以解释为当时大量真菌生长在已经枯死或即将枯死的树木枝干上。这种现象在其他地层中是不曾出现的。”

  很多科学家相信这样的生态系统破坏也正在21世纪的地球上发生,人类活动产生的大量二氧化碳被排放进入大气层,使其含量达到有测量记录以来的最高值,这或许将成为未来我们需要面对的重大生存挑战之一。发生在二叠纪末期的生物大灭绝事件或许可以为我们提供一个合适的教学案例,但却并不会自动免除我们的风险。

  维格纳尔表示:“事实上我们正在创造,或者说推动着另一次‘二叠纪末期生物大灭绝’事件的发生。不过海洋升温的过程将会是缓慢的,模型显示在未来的大约200~300年内,海水中溶解氧的含量将下滑到令人担忧的程度,而洋流系统在未来数千年内将会出现异常。谁知道到那时候将会发生一些什么样的事情呢?”

  佩恩指出,从长远角度看,二叠纪末期生物大灭绝事件对于生命来说其实是有益的,因为我们可以发现地球上物种的种类在经过这一灭绝事件之后达到了新的高度,不过在此期间经历的漫长恢复期意味着这完全不应该感到任何的宽慰。佩恩表示:“在地球生命历史上发生过的所有大灭绝事件,其背后的环境因素有很多在今天正在再次发生,我们预计在未来的100~1000年内,事情就会变得很糟糕。”他说:“事实上,从长期来看,二叠纪末期灭绝事件对于生态系统的进一步多样化是起到了刺激作用的。但同时必须看到,在经历这一灭绝事件之后,生物界的恢复耗费了长达数百万年的时间。因此,生物多样性的丧失不应被视作是对于人类社会有用或相关的事件。”

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  在他1993年出版的《古生代大危机》(TheGreatPaleozoicCrisis)一书中,美国古生物学家道格·埃尔文(DougErwin)将对二叠纪末期生物大灭绝事件可能原因的探寻比作是著名英国侦探小说家阿加莎·克里斯蒂的杰作《东方列车谋杀案》中大侦探赫尔克里·波洛(HerculePoirot)所面临的局面。这位侦探最后得到的结论是,整个列车上的所有乘客都参与了这场谋杀。

  而维格纳尔在他最新出版的着作中,则将道格·埃尔文这样将原因一股脑归结于“所有一切事物”的做法称为是“懒人所为”。与埃尔文不同,维格纳尔将这一事件与一部丹麦侦探电视片《谋杀》(TheKilling)中的女主角莎拉·伦德(SarahLund)进行了类比。在该电视剧的第一部中,随着剧情的推进,越来越多的嫌疑人进入了莎拉侦探的视野,最终她从所有这些疑犯中找出真正的谋杀凶手。而维格纳尔对二叠纪末期生物大灭绝事件找到的这真正的凶手便是大规模的火山爆发,加上其后续引发的全球变暖,海水缺氧以及臭氧层破坏。

  随着科学界获得越来越多更加精确的数据,人们在探寻此次空前大灭绝事件背后可能的原因时,其得到的结果可能并不会是直截了当的。环境因素将会造成灭绝效应的倍增,而不仅仅是简单的加剧,因此很难将某一单一事件与其他导致的连串环境效应产生的后果区分开来。

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