科学探索|这座超级火山爆发后,地球上只剩下了不到1万人?( 二 )


而真正对气候造成更深远影响的,是释放至平流层的二氧化硫气体 。二氧化硫会在平流层中转变为硫酸,后者迅速凝结,形成硫酸盐气溶胶 。这些气溶胶与火山灰一样,增加了大气层对太阳辐射的散射,因此直接抵达地表的能量减少了 。重要的是,这些气溶胶在大气层中停留的时间远超火山灰,可以达到2~3年,因此能随着大气循环持续影响全球气候 。

科学探索|这座超级火山爆发后,地球上只剩下了不到1万人?
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据推测,坦博拉火山共释放了近6000万吨二氧化硫 。而最新的汤加火山呢?根据气象卫星的观测,汤加火山目前的二氧化硫喷发量是40万吨(当然,不排除后续持续喷发的可能性),不到坦博拉火山的百分之一,对全球气候几乎不会产生影响 。因此至少目前,我们还不需要为今年夏天感到担忧 。
7万年前:人类濒临灭绝?
坦博拉火山是有记载以来最严重的火山喷发事件,但在人类的演化历史上,还曾经发生过更加剧烈,同时至今仍充满争议的火山活动 。这就是大约7.4万年前,同样发生在印度尼西亚的多巴火山喷发 。
根据地质记录,这次火山喷发释放了2000~3000立方千米的物质,火山爆发指数达到了代表“超级爆发”的8级 。计算机模拟显示,多巴火山喷发使得全球气温下降3~5℃,全球进入冰川时期 。这一点也得到了地球化学证据的支持:在此后的1000年中,地球都处于较冷的气候中 。
而这次火山喷发最为人熟知的,是它有可能险些让全人类面临灭顶之灾 。
发展这个观点的,是美国古人类学家Stanley Ambrose教授 。1998年,他在Journal of Human Evolution的一篇论文中,将多巴火山喷发与人类在7万年前面临的“遗传瓶颈”联系了起来 。
根据遗传瓶颈理论,在5万~10万年前,人类种群数量一度大幅下降,最少时甚至不足1万人,整个人类一度处于灭绝边缘 。今天的部分遗传学证据支持了这一点:有研究认为,现代人类的遗传差异表明,大约7万年前,1000~10000对人类配偶的交配造就了今天的人类 。
Ambrose教授提出,多巴火山释放的大量二氧化硫导致了持续10年的火山冬天,从而摧毁了地表植被的生态系统,也让缺乏食物的人类数量急剧下降 。
不过,最近几年陆续有研究对这一理论提出了质疑 。2018年的一篇《自然》论文就从位于南非的一处古人类遗址中发现了端倪:在距今7.4万年的多巴火山喷发之后,这里的石器数量没有明显减少,这反映了人类种群依旧生命力旺盛 。研究者猜测,对于当时居住在海边、依靠海洋资源生存的古人类来说,气候变化对他们的影响没有那么严重,狩猎-采集的生活方式也让他们拥有更强的承受能力 。
多巴火山是否造成了人类生存危机仍然悬而未决,但当我们将视野投向数亿年的地球生命演化历史,会看到多次大规模的火山喷发造成生物大量减少,乃至近乎消失 。例如,地球历史上最大规模的生物灭绝事件——大约2.5亿年前,造成95%海洋物种、70%陆生物种消失的二叠纪末期大灭绝,直接原因就是西伯利亚大规模的火山喷发 。

科学探索|这座超级火山爆发后,地球上只剩下了不到1万人?
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对于那些在历史上的火山喷发中消失的生命,包括在近代史上丧命于火山的人类,这些喷涌的巨兽似乎无法阻挡,只能任由天命 。随着现代科学的发展,众多火山活动的监控、预测成为现实 。1991年,对皮纳图博火山喷发的成功预测,就尽可能降低了当地的人员伤亡 。
但刚刚发生的汤加海底火山喷发也提醒我们,火山活动依旧复杂,我们还没有完全掌握 。未来,作为地球地质活动的重要一环,破坏性的火山喷发依然不可避免——或许在我们的有生之年,或许在成千上万年后 。下一次,人类有能力拯救自己吗?