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氣候變暖引發山崩地裂?

氣候變暖不僅造成了海平面的上升,它甚至還讓地球變得躁動不安。

冰島埃亞菲亞德拉冰蓋火山噴發

2010年1月12日,海地發生里氏7.3級地震,造成27萬人死亡;2月27日,智利發生里氏8.8級強烈地震,強震在太平洋上引發了海嘯;4月14日,我國青海玉樹發生里氏7.1級地震;同一天,冰島埃亞菲亞德拉冰蓋火山噴發,產生的大量火山煙塵迫使多國機場關閉……8月7日,我國甘肅省舟曲發生特大泥石流,2000多人遇難。

這些地質災害恰好是在全球氣候變暖的大背景下發生的,一個很自然的問題是,它們跟氣候變暖有沒有關係?全球氣候變暖會不會誘發火山爆發和地震?

這真是一個有意思的話題。早在2004年印度洋海嘯發生後不久,在互聯網上就引發過爭論。有人認為,由於氣候變暖,大氣中的熱量通過熱傳導,傳到地殼,使得地下的岩漿溫度升高,將造成更多的火山爆發和地震。

不過這是無稽之談。地殼的平均厚度是33千米,組成的主要物質又是熱的不良導體,大氣溫度區區幾個攝氏度的變化並不足以對地球內部的岩漿活動造成影響。

那麼,我們對此問題是否就可以得出否定的結論了呢?不!現在越來越多的科學家傾向於認為,氣候變暖會對火山和地震造成一定的影響。但這種影響不是通過熱傳導,而是通過因氣候變化導致的冰和水相互之間大規模轉化來實現的。

從太空上看,地球是一個名副其實的水球

氣候「指揮」著海平面的升降

從太空上看,我們這個星球最蔚為壯觀的景象之一就是表面覆蓋著大量的水,地球是一顆名副其實的「水球」。

但這些水體並不是靜止不動的。水是一種易蒸發的流體,它無時無刻不在運動之中。海洋上的水蒸發之後變成水蒸氣,在氣流的帶動下,它們會被輸運到陸地上空,形成雨、雪、冰雹等降下來。大部分降到陸地的雨雪很快又通過江河流回大海。而在寒冷的極地和高原地區,它們經長年累月的堆積,形成厚厚的冰川,比如在南極,冰層的平均厚度達到2300米。如果氣候變暖,南北極的冰川全部融化,海平面將上升70米。

即使氣候不變暖,海平面一年四季也在不斷變化之中,只是變化幅度相對較小而已。比如到了冬季,雨雪降落之後,就結成了冰,被「鎖」在了陸地上,沒法流回海洋。如果地球的南北兩半球陸地面積相等,也就罷了,當南半球結冰的時候,北半球的冰剛好融化,反之亦然,兩相扯平。但實際上北半球的陸地面積比南半球要大,所以北半球處於冬季的時候,意味著有更多的水被「鎖」在了陸地上,這將造成海平面有幾十個厘米的下降。

此外,當有颶風、厄爾尼諾等異常變化的時候,在局部地區也會造成海平面上升或下降的現象。

如果南北極的冰川全部融化,海平面將上升70米

氣候變化使大地變得活躍

你也許會問,海平面的升降跟火山、地震有什麼關係?

這是因為,在海洋的底部,「行到水止處」,正是地球地殼的開始。海洋地殼在長期適應海水巨大壓力的過程中,已經在內部建立了微妙而脆弱的受力平衡,而海平面的任何變化都可能導致它失衡,從而引發火山和地震。

不妨試想一下,1立方米的水重量為1噸,而1立方米的冰重0.9噸,如果像南北極那樣地面覆蓋著幾千米厚的冰蓋,那有多沉。這必然會造成地殼岩石受力狀況的失衡。一般情況下,這種失衡可以自動調整,因為地殼岩石內部有一定的彈性和摩擦力。但在一些極端條件下,比如冰期開始和結束,再比如說我們面臨的未來全球氣候變暖,兩極冰川融化等等情況,就只能通過火山爆發和地震等更加劇烈的活動來建立新的平衡了。

據英國地質學會報告,在第四紀冰期,海洋大約有100~200米厚的水層變為兩極2000米厚的冰蓋,兩極地殼因此下沉700米,赤道地區海洋地殼上升33~66米;在間冰期情況相反,斯堪的納維亞半島在冰蓋融化後,地面已經上升了500米,還將上升200米。

在冰川形成和融化達至鼎盛的時期,由於海平面升降幅度達至最大,此時海洋地殼的失衡也最嚴重,所以最容易導致火山爆發和地震。按這個理論推算,第四紀冰期-間冰期的交替周期為10萬年,每一個冰期-間冰期包含一個冰川盛期和冰融盛期,那麼火山和地震活躍的周期應該是這個周期的一半,即5萬年。地質學家果然發現,地球上大多數「超級火山」每5萬年噴發一次。

地震的情況也類似。瑞典科學家指出,在第四紀冰期結束,正是地殼的受力失衡觸發了斯堪的納維亞半島上的地震,類似的事情在蘇格蘭和北美也曾發生。

由此可見,從大的時間跨度來看,氣候變化和地質活動活躍的周期是密切相關的。

大型的水庫會誘導地震

脆弱的地殼

氣候的變化會導致海平面的升降,這一點是毋庸置疑的,但你或許會問,地殼有那麼脆弱嗎,以至於海平面微小的變化都能影響到底下的地殼活動?

為了幫你消除這個疑問,讓我們來看一些具體的例子。

在北美的阿拉斯加,有一座叫巴夫洛夫的火山。人們注意到,這座火山在冬季爆發得更為頻繁。阿拉斯加火山觀測站的工作人員認為,這是因受低氣壓和強風暴的影響,當地冬季海平面平均升高30厘米造成的。這就是說,就像擠牙膏一樣,是巴夫洛夫火山鄰近海域額外增加的水的重量把火山的岩漿「擠」出了地表。

而在東太平洋的復活節島附近,科學家發現,自1973年以來,這裡每隔幾年就來一次厄爾尼諾現象,並經常性地伴隨著海底4到6級的地震。

不過你也不要想當然地以為,只有海平面升高,擠壓的力大了,才會觸發火山爆發。事實上在另一些地方,情況恰好相反。當海平面升高時,壓在大陸邊緣的額外的海水重量可能只導致地殼嚴重變形,只有等海平面下降,這種高壓狀態撤去,地殼像彈簧一樣反彈時,岩漿才會伺機噴發出來,或者造成岩層斷裂,引發地震。所以,重要的不是海平面升了還是降了,而是只要海平面發生變化即可。因為一變化,原先的平衡就被打破了。

英國牛津的一位科學家對過去300年間3000多次火山爆發的研究揭示,火山活動會隨季節的變化而變化。他發現,在北半球處於冬季時全球噴發的火山比北半球處於夏季時多20%。可能的原因就是我們前面提到過的,在北半球處於冬季的時候,全球的海平面會有些下降。

這種由於地表承載負荷改變而引發地質災害的現象也為人類的實踐活動所證實。這種實踐就是建造大型水庫。水庫的蓄水造成了庫區地表承載負荷的變化,結果誘發了地震。據不完全統計,世界上已有28個國家共報道了114起水庫誘發的較大的地震,其中最大一次是1967年印度柯依臘水庫發生6.5級強烈地震。我國新豐江水庫1962年也曾誘發了一起6.1級的大地震。統計資料還表明,水庫水位越高,庫容量越大,誘發地震的危險性就越大。

北美阿拉斯加的巴夫洛夫火山因海平面升高而爆發

所以說,縱觀全球變暖的後果,除了被人們普遍認識到的氣象災害和沿海城市、海島遭受滅頂之災外,還應該加上由氣候變暖帶來的火山爆發和地震等地質災害。雖然迄今為止,人們還不清楚氣候變化影響火山和地震會到什麼程度;也不知道今年的這幾場重大自然災害是否直接由氣候變暖引起(除了舟曲的泥石流毫無疑問是氣候引起的);但重要的是我們要意識到,我們的地球母親遠不是神話傳說中那副溫和慈善的樣子,如果人類不注意自己的活動,惹惱了她,那麼我們面臨的絕不僅僅是一個更加炎熱的未來,而且是一個地質災害頻仍的未來。


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