汤加火山为何全球降温
今年1月15日,太平洋岛国汤加的一次海底火山喷发轰动了世界。最近三十年时间来的最大规模火山喷发,以及人类历史上地球大气层内最大爆炸,引起了所有人的关注。
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时隔8个月后,科学家们仍然在对这次火山喷发进行大量的研究,它对于我们了解地球活动以及相关影响有着重要的意义。
遥想地球上一次出现类似的巨大火山喷发,还是在1991年,当时位于菲律宾的皮纳图博火山发生了一次剧烈喷发。研究表明,大约有2000万吨二氧化硫被喷射到地球平流层。这些二氧化硫在光化学反应作用下形成了硫酸盐气溶胶,遮挡了大约10%的阳光,导致地球气温降低了0.9℃,进入了为期2年的火山冬天。
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还有1815年的时候,印度尼西亚坦博拉火山大规模爆发,以至于北半球在次年出现严重的气候反常现象,夏季出现罕见低温,导致许多地区农作物歉收。仅在欧洲范围内,就有差不多20万人死于当年的饥荒。
因此,在汤加火山喷发的时候,就有人担心类似的无夏之年会不会重现人间。
但是我们当时就告诉大家,这次火山喷发的规模不足以带来所谓的无夏之年。据统计,汤加火山喷发仅仅排放了约44.1万吨二氧化硫,只有皮纳图博火山喷发的2%左右,不足以导致地球降温。
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事实也证明,地球并没有经历无夏之年,相反的,我们经历了一次罕见的酷暑,全球各地纷纷刷新气温纪录,我国更是经历了1961年以来综合强度最高的高温事件。
这是巧合吗?
不。实际上,所谓的无夏之年,本来就是一些网络媒体的猜测,不是科学家们通过分析后得到的结果。而最近的一项研究也从科学的角度证明:汤加火山确实不会让地球降温,而是会造成相反的结果,那就是让地球变得更热。
这是为什么呢?
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和皮纳图博火山这些坐落于地面以上的火山不同,今年年初爆发的汤加火山位于海底。在海底火山喷发的过程中,会有大量的水蒸气被送到距离地表10~50公里的平流层,这就是导致地球升温的原因,因为水蒸气属于温室气体。
平时我们提到温室气体,大家能够想到的就是二氧化碳,还有一部分人能够想到甲烷。实际上,温室气体还有很多,水蒸气也是其中之一。只不过它们在大气中的含量没有那么多,对于全球变暖的影响不大,所以经常被忽略。但汤加火山喷发排放的水蒸气,是非常值得注意的。
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在发表于9月22日权威期刊《科学》上的一篇研究报告中,科学家指出:海底火山在喷发的过程中,水和热熔岩的相互作用可以提供大量的能量,将大量的海水和蒸汽以喷发柱的形式送入大气层。在喷发之后的24小时之内,这些烟羽可以延伸到大约17英里(合28公里)的大气中。
根据研究人员的推测,在这次火山喷发的过程中,一共有差不多5000万吨水蒸气进入大气中,伴随着这些水蒸气的还有大量的火山灰和火山气体。这相当于将整个地球平流层的水蒸气含量提高了5%,另外还有其他研究认为这个比例可以高达10%。
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这个幅度还是相当巨大的,足以给地球的气候带来影响。因为这些水蒸气在吸收太阳辐射之后,还会以热量的形式将其重新释放出来,导致气温升高。想象一下,5000万吨水蒸气在平流层中给地球升温,还是挺可怕的。
至于今年的气温到底和这些水蒸气有没有关系、它们到底能够给地球的气体带来多大的影响,目前还没有直接的研究和相关数据,我们也不用提前担心。
不过有一点值得注意,那就是水蒸气比二氧化硫等物质形成的气溶胶要轻得多,受到重力的影响比较小,所以需要更长的时间才能消散。也就是说,如果这些水蒸气真的给地球带来实质性的升温效果,那么这个影响至少在未来几个月的时间里还会延续下去。
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我们前几天介绍过,今年很有可能上演的拉尼娜现象或许会让我们经历一次冷冬。我个人的想法是:如果能够和这些水蒸气相平衡,并且双方都在几个月之后消退的话,那倒也不会给我们带来太大的影响。
想一想,当初的皮纳图博火山带来的火山冬天尚且持续了2年的时间,这一次海底火山喷发导致的升温恐怕会更长。怪不得8个月后,科学家们仍然在研究它可能给人类带来的后果,因为一切才刚刚开始……
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水蒸气不仅有可能直接导致地球升温,还有可能破坏臭氧层。随着时间的推移,有一些水就会分解出氢氧根离子。这些氢氧根离子可以和臭氧发生反应,生成水和氧气,导致大气层中的臭氧被消耗。
我们都知道臭氧对地球生物的重要意义,它们可以吸收来自太阳的紫外线辐射。如果没有臭氧层,地球不会有今天这样繁盛的生物圈。如果汤加火山喷发出来的水蒸气消耗了臭氧,对于我们来说就是双重打击。
在地球的历史上,曾经出现过因为超级火山喷发导致的生物大灭绝事件。这一次的火山喷发虽然没有那么恐怖,但带来的影响仍然值得科学家们关注。
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研究人员还有一个美好的愿望,那就是这些氢氧根离子不仅仅和臭氧反应,还能够和空气中的甲烷相互作用,形成水和甲基。如果能够通过这个方式消耗一些温室气体甲烷,那么反而有机会让地球气温保持平衡,不至于升温太多。
不管怎么样,汤加火山喷发给地球气候带来的影响相当长远,仍然值得科学家们长期研究。但是在结论出现之前,大家也不必过于惊慌。更何况,如果真的发生什么事了,惊慌也不起作用。
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所以,保持冷静,关注科学家们的最新研究成果,就够了。天冷了就多穿衣服,天热了就少穿衣服,就这么简单。那些危言耸听的媒体们,可以歇一歇了。
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