全球變暖是否會導致更多的火山爆發(fā)和強震頻發(fā)
楊學祥
2010年4月14日冰島第五大冰川——埃亞菲亞德拉冰蓋冰川附近的一座火山噴發(fā)后形成大量煙塵,不僅使部分冰川融化引發(fā)洪水，沖毀了附近道路和橋梁，而且產(chǎn)生的大量火山煙塵，嚴重影響了歐洲地區(qū)的空中交通，多國機場被迫關(guān)閉，造成嚴重的經(jīng)濟損失。歐盟委員會主席巴羅佐發(fā)表聲明說，冰島火山噴發(fā)給歐洲造成了前所未有的影響，他將建議專門小組，評估這場自然災害給歐洲航空業(yè)以及整體經(jīng)濟造成的不利影響。
究竟是什么導致了冰島火山的爆發(fā)？全球變暖是否會導致更多的火山爆發(fā)和地震？各國科學家眾說紛紜，大致分為三派：
一、無關(guān)派
據(jù)英國《衛(wèi)報》報道，專家指出，氣候變化引起更多地震和火山爆發(fā)的說法是無稽之談，不過，已經(jīng)有足夠的證據(jù)說明必須嚴肅對待這一威脅了[1]。這是一個模棱兩可的報道，它顯現(xiàn)了守舊派的頑固堅持和現(xiàn)實證據(jù)不斷涌現(xiàn)的難解矛盾。
無關(guān)派普遍認為，氣候變化和地震火山活動事件之間不存在任何聯(lián)系。專家稱，沒有證據(jù)說明目前全球變暖的水平影響了上周導致上千人喪生的中國地震，并導致歐洲各國關(guān)閉機場的冰島火山爆發(fā)[1]。
二、相關(guān)派
相關(guān)派的科學家說，在遠古時代，大氣的巨幅升溫就曾和地質(zhì)變化聯(lián)系在一起。雖然目前說未來幾十年的氣候變化能夠?qū)е骂愃频牡刭|(zhì)變化還沒有什么根據(jù)，但是已經(jīng)有足夠的證據(jù)說明必須嚴肅對待這種威脅了。有些專家已經(jīng)把目前的全球變暖與山區(qū)的大規(guī)模落石和山崩聯(lián)系到了一起[1]。
專家指出，全球變暖的確能夠影響包括地震在內(nèi)的地質(zhì)災難，因為它能移動地球表面的大量物質(zhì)。融化的冰川和上升的海平面改變了大規(guī)模水體的分布，這種改變將通過地面釋放壓力。壓力的變化使地裂和地震變得更有可能。德國的研究顯示，地殼有時非常脆弱，一場滂沱大雨就可以引起地球表面壓力的變化，從而導致地震發(fā)生[1]。
專家指出：“這是個新興的科研領(lǐng)域，可能會帶來很有意思的研究成果。原來，普遍認為氣候變化和此類事件之間不存在任何聯(lián)系。現(xiàn)在的觀點是氣候變化可能會引起更多的地質(zhì)運動。長遠來看，如果氣候的確出現(xiàn)了巨大變化，我們應該可以看到變化帶來的影響[1]。”
中國學者早在2002年就提出了氣候變冷與深海地震之間的關(guān)系，并相繼提出全球變暖與地震火山活動頻發(fā)的關(guān)系。
全球20世紀初的低溫期、30-40年代的增暖、50-60年代的低溫和80年代后的迅速增暖，與拉馬德雷冷暖位相的轉(zhuǎn)變一一對應。2002年郭增建提出“深海巨震降溫說”：海洋及其周邊地區(qū)的巨震產(chǎn)生海嘯，可使海洋深處冷水遷到海面，使水面降溫，冷水吸收較多的二氧化碳，從而使地球降溫近20年。20世紀80年代以后的氣溫上升與人類活動使二氧化碳排放量增加有關(guān)，同時這一時期也沒有發(fā)生巨大的海震[2]。伴隨拉馬德雷冷位相中地震的增強，近20年內(nèi)全球氣溫將逐漸變冷。建立全球防冷機制迫在眉睫[3-5]。
我在2006年指出，全球變暖導致的海平面上升，破壞了地殼的重力均衡，引起加載的海洋地殼均衡下沉（如同輪船加載，吃水線加深一樣），由此而引發(fā)的深海強震和海嘯又將迫使深海冷水上翻到海洋表面，從而將會引發(fā)全球變冷。這就是大自然的自調(diào)節(jié)作用[3，4]。
我們發(fā)現(xiàn)，1889年以來，全球大于等于8.5級的地震共18次。在1889～1924年“拉馬德雷”“冷位相”發(fā)生6次，在1925～1945年“拉馬德雷”“暖位相”發(fā)生1次，在1946～1977年“拉馬德雷”“冷位相”及其邊界發(fā)生11次，在1978～2003年“拉馬德雷”“暖位相”發(fā)生0次，在2004～2005年“拉馬德雷”“冷位相”已發(fā)生2次。規(guī)律表明，拉馬德雷冷位相時期是全球強震的集中爆發(fā)時期和低溫期。2000年開始進入了拉馬德雷冷位相時期，預測顯示，2000～2035年應該是全球強震爆發(fā)時期和低溫期[3，5]。
莫斯科大學地質(zhì)教研室火山學科研究員安納托里指出，冰島火山進入噴發(fā)活躍期，冰島火山噴發(fā)大約有50-80年左右的周期，1998年火山學專家在雷克雅未克大學，對冰島火山800年的歷史記錄和資料的熔巖層樣本進行研討，專家達成共識，冰島火山所通過的高，低活動周期與地震有直接關(guān)聯(lián)，冰島附近的地質(zhì)構(gòu)造為大西洋裂谷斷層，在地質(zhì)運動的張裂過程中，向地殼水準延伸，導致蛀牙地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，斷裂層即可引發(fā)地震為界。安納托里認為，目前大西洋地質(zhì)分裂才剛剛開始。安納托里指出，冰島火山灰將對人類造成重大威脅，由于火山灰位于35000至40000英尺的大氣平流層，這個高度的大氣中沒有風雨干擾，水蒸氣少，火山灰在60年內(nèi)難以在平流層消失。安納托里預測，冰島火山將在2030年和2040年之間進入噴發(fā)的高潮期[6]。
拉馬德雷冷暖位相轉(zhuǎn)換周期為50-70年，冰島火山噴發(fā)大約有50-80年左右的周期，兩者的對應關(guān)系表明冷氣候與地震火山強烈活動密切相關(guān)[7]。
三、觀察派
盡管無關(guān)派矢口否認全球變暖和地震火山頻繁發(fā)生的聯(lián)系，但是，已經(jīng)有足夠的證據(jù)說明必須嚴肅對待這一威脅了。觀察派科學家們呼吁，要展開廣泛的調(diào)查，查清楚在全球變暖的大環(huán)境中，氣溫上升是否會導致更多的火山爆發(fā)、地震、山崩和海嘯[1]。
筆者認為，冰島火山噴發(fā)導致大量冰川融化，它不僅導致洪水泛濫，而且會進一步破壞冰島地區(qū)的地殼均衡，引發(fā)更強烈的地震火山活動，認真調(diào)查全球變暖和地震火山頻繁發(fā)生的相關(guān)關(guān)系可以預防更大的災害發(fā)生。
全球變暖理論的創(chuàng)始人都是氣象學家，他們是從氣象學的角度研究溫室效應對全球氣候變化的影響，他們的競爭對手恰恰就是天文學和地質(zhì)學結(jié)合的天文冰期理論。
20世紀最大的科學成果就是確立了米蘭克維奇的天文冰期理論。南斯拉夫科學家米蘭克維奇通過對地球軌道三要素對氣候影響的計算，得出冰期具有2、4、10萬年軌道周期，其中包括地球近日點進動2萬年周期、黃赤交角變化4萬年周期和地球軌道偏心率變化10萬年周期。
1971年丹斯加德（Dansgaard）等人發(fā)表的格陵蘭冰芯氧同位素譜分析成果表明，地球氣候有10萬年軌道周期變化，其中9萬年為冷期，1萬年為暖期。更多的證據(jù)表明第四紀大冰期中的亞冰期，確實有2、4、10萬年的周期記錄。天文冰期理論得到確認。
按此規(guī)律推算，目前氣候的暖期已接近尾聲，氣候“變冷說”一度成為主流。日本氣象廳朝倉正在1973年3月3日的《東洋經(jīng)濟周刊》上撰文預言，地球?qū)⒂?1世紀進入“第四小冰期”。美國威斯康辛大學環(huán)境研究所布賴森（Bryson）也認為，地球目前正在非常緩慢地進入另一個大冰河期。當時的“變暖說”以大氣熱污染為依據(jù)，代表人物有前蘇聯(lián)列寧格勒地球物理觀象總臺布迪柯、列寧格勒大學施涅特尼柯夫和美國國家海洋和大氣管理局環(huán)境保護廳的彼得森。幾十年后的20世紀80年代地球氣溫不降反升，使全球變暖的理論成為了主流。
對20世紀80年代全球的迅速變暖，大自然必然會形成相應的反饋機制使其變冷，相關(guān)的地球物理機制有：火山灰降溫效應、深海地震降溫效應、強潮汐降溫效應、大西洋淡水循環(huán)降溫效應等等。火山灰降溫效應和深海地震降溫效應將導致全球氣候變冷。1952、1957、1960、1964年連續(xù)四次9級以上強震導致20世紀50-70年代強烈降溫，以至于當時氣象學驚呼小冰期的到來。這是無關(guān)派極力反對相關(guān)派的重要原因。
英國海洋學家警告稱，墨西哥暖流有可能在不久的將來完全消失，這將導致歐洲大陸的平均氣溫下降10°C。根據(jù)專家們提供的數(shù)據(jù)，在最近的12年中，墨西哥暖流的強度已經(jīng)減弱了三分之一。而這一后果的出現(xiàn)與西伯利亞各河流的流量以及北極冰層存在著密切聯(lián)系。專家們介紹說，由于全球氣候變暖，北極地區(qū)的冰層正在逐漸融化，這導致注入海洋中的河水也越來越多。這樣以來，大量淡水的涌入會逐漸阻斷熱交換過程，從而干擾墨西哥暖流的形成。在正常情況下，墨西哥暖流會將較為溫暖的海水從北回歸線附近一直輸送到西歐沿岸。到達歐洲北部地區(qū)后，海水會逐漸變冷，體積也會縮小。由于冷海水的密度較大，其會不停地涌向海底，這樣就可保障洋流不斷地發(fā)生循環(huán)。如果水中的含鹽量太低（主要是由于海水與大量的淡水發(fā)生混合），其密度便會減小，難以下沉，從而阻斷溫暖海流涌向北歐地區(qū)，更嚴重的還有可能造成洋流運動陷于停滯[8]。
地球演化的歷史表明，全球氣候變化和全球地質(zhì)變化和構(gòu)造活動密切相關(guān)，大陸的分布、火山的噴發(fā)和強烈的地震活動對全球氣候變化和生物滅絕有決定性的影響。
由英國布里斯托爾大學教授史蒂夫•斯帕克斯領(lǐng)銜起草的英國地質(zhì)學會報告稱，“超級火山”每5萬年噴發(fā)一次[9]。第四紀冰期與間冰期的交替周期為10萬年。在冰期，海洋大約有100-200米厚的水層變?yōu)閮蓸O2000米厚的冰蓋，由地殼均衡原理，兩極地殼將下沉700米，赤道洋殼將上升33-66米，赤道周長擴大200-400米，形成南北向赤道張裂和超級火山噴發(fā)；在間冰期情況相反。斯堪的納維亞半島在冰蓋融化后，已經(jīng)上升了500米，還將上升200米[10]。
在冰川盛期和冰融盛期，由于海平面升降都將發(fā)生超級火山噴發(fā)，周期為冰期周期的一半，即5萬年[5]。冰蓋的消長破壞了原有的地殼均衡，應發(fā)強烈的構(gòu)造活動：地震火山活動頻發(fā)。這為冰島火山噴發(fā)的動力提供可靠的機制。氣候變化和火山活動具有明顯的天文周期[11]。
氣象學家獨霸全球變化論壇的時代已經(jīng)結(jié)束了，地質(zhì)學家開始加入這場史無前例的爭論。但愿他們的相輔相成能為人類造福，給預防自然災害帶來更清醒的認識。
冰島火山噴發(fā)導致大量冰川融化，它不僅導致洪水泛濫，而且會進一步破壞冰島地區(qū)的地殼均衡，引發(fā)更強烈的地震火山活動，大量的洪水涌入大西洋，加速墨西哥暖流在不久的將來完全消失。已經(jīng)有足夠的證據(jù)說明，必須嚴肅對待這一威脅。
參考文獻
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7. 楊學祥。火山猛噴無關(guān)地震是誤傳。刊發(fā)時間：2010-04-19 08:41:55 光明網(wǎng)-光明觀察。http://guancha.gmw.cn/content/2010-04/19/content_1097037.htm
8. 伊凡 編譯。墨西哥暖流減弱 可能導致歐陸平均氣溫下降10度。2005-12-02 10:52:42?來源:TOM科技。http://tech.tom.com/2005-12-02/004U/10362969.html
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