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為什麼火山爆發會扎堆兒? 是不是存在「火山爆發季」?

地球旋轉的變化和氣候的變化可能都是導致火山活動增加的原因。


2014年9月4日,冰島的Bárearbunga火山爆發。

為什麼火山爆發會扎堆兒? 是不是存在「火山爆發季」?


2014年9月27日,位於日本中部的御岳山發生火山噴發。

為什麼火山爆發會扎堆兒? 是不是存在「火山爆發季」?


最近似乎有很多火山爆發事件。現在在冰島、夏威夷、印尼和墨西哥都有火山正在爆發。此外,在菲律賓和巴布亞紐幾內亞最近也發生過火山爆發,不過現在似乎已經平息了。這些火山爆發中,有些已經威脅到了人類的住所,使居民被迫轉移。這樣集中的火山爆發,讓我們不禁要問,是不是存在一個類似於雨季、旱季這樣的「火山爆發季」呢?


令人驚訝的是,還真有這樣的可能性。雖然並不存在「火山爆發季」,但是科學家們已經發現了火山活動的一些有趣的規律。


地軸指向和偏離太陽,導致了四季的變化。但是地球也在經歷另一種不太為人所知的變化,這種變化對地球的影響可能更加微妙。可能也是更猛烈的影響。


因為太陽和月亮的引力拉動作用等因素,地球轉動的速度一直是變化的。相應地,不同年份中,一天的長度實際上也是不同的。這種差異可能只有百萬分之一秒。但是新的研究指出,這種微小的變化似乎會對地球產生巨大的影響,或者更準確的說,是對地球內部產生巨大影響。


2014年2月,《Terra Nova》雜誌上發表的一項研究顯示,從19世紀初開始,在地球旋轉速度發生變化後,全球火山活動往往都會增加。1830年到2013年是我們能夠找到可靠記錄的最長一段期間。在這段時間,每次地球旋轉速度發生較大的變化,大規模火山爆發的次數都會立刻增加。而且,作者還相信,旋轉速度的變化與火山爆發增加不僅是時間先後的關係,而且還有因果關係。

改變地球的旋轉,即使非常微小的改變,也需要巨大的能量。據估計,地球轉速的變化每年需要消耗12萬皮焦耳的能量——相當於美國各個領域全年所消耗的能量。這些能量會轉移到地球的大氣和地表。《Terra Nova》那篇文章的作者認為,這是引起火山爆發的第二個原因。


地球旋轉變化將大量能量帶到了地表,這很可能擾亂地表的壓力場。由於岩漿存在於地殼之中,地殼的壓力變化可能使岩漿更容易上升到地表。從而增加火山噴發的概率。《Terra Nova》的文章並不是蓋棺定論。但是,地球旋轉的微小變化可以影響地球深處火山活動的這種觀點,是非常有意思的。


但是,還有一些自然現象似乎會對火山活動有更強烈的影響,其中一個因素可能讓人大跌眼鏡,那就是氣候變化。


最近幾十年我們明顯看到,地球冰蓋減少的影響,絕不僅僅限于海平面的上升。已經有證據表明,在歷史上,在冰川大幅度減少之後,都會出現火山活動的劇烈增加。


在大約19000年前,地球上的冰川面積是最大的,歐洲和北美的大部分地區都被冰雪覆蓋。隨後,氣候變暖了,冰川開始減少。這次氣候變化基本上是對人類有利的。

但是從20世紀70年代中期開始,就有一些研究指出,隨著冰蓋的消失,火山噴發也越來越頻繁了。例如,2009年的一項研究指出,在12000年前到7000年前之間,全球的火山活動增加了六倍。在那一段時期,冰島的火山活動概率至少是現在的30倍。


還有一些來自歐洲大陸、北美和南極洲的證據支持這個結論,在冰川消減周期的早期,火山活動也會增加。火山活動似乎會隨著冰川面積的增減而增減,至少有時候是這樣。但是為什麼呢?可能還是因為壓力的原因。


冰蓋很重。每年,南極洲大約都會減少400億公噸冰。實際上,這些冰非常重,甚至會將地殼壓彎,就像被壓在重物下面的木板一樣。所以,當冰蓋融化的時候,冰蓋的質量就減輕了,地殼會彈回原來的位置。這種向上伸展的運動可能導致下層岩石受到的壓力減少,而這會使岩漿更容易到達地表,形成火山噴發。


我們現在仍然不太理解氣候變化與火山活動之間的聯繫。很多火山似乎並沒有受到氣候變化的影響。現在的媒體也不太關注氣候變化對火山的影響,雖然未來冰蓋面積將越來越小。從冰川融化,到火山活動因此而增加,可能需要上千年的時間。

不過,雖然這不是我們馬上就要面臨的威脅,但是這種奇怪的效應應該提醒我們,地球可能會以我們始料未及的方式來應對各種變化。火山雖然讓人感覺很狂野,但是它能夠幫助科學家了解,我們的地球到底有多麼敏感。

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