超級火山可能造成重大破壞。圖中是危地馬拉洛斯喬科約火山（Los Chocoyos）噴發(fā)后形成的火山口，現(xiàn)在是美麗的阿蒂特蘭湖（Atitlán）。 （圖片來源：Steffen Kutterolf/GEOMAR）

位于中美洲危地馬拉的洛斯喬科約超級火山（Los Chocoyos）大約8.4萬年前爆發(fā)，是過去10萬年中最大的火山事件之一。最近的巖石學(xué)數(shù)據(jù)顯示，洛斯喬科約火山噴發(fā)釋放出大量硫和消耗臭氧層的氯氣和溴氣。

這座火山是著名的環(huán)太平洋火山帶的一部分，這個火山帶位于太平洋周圍，形狀酷似一個馬蹄鐵。它也是一個地震帶，這里有75%的已知火山（包括活火山和休眠火山）。阿蒂特蘭火山（Atitlán）和托利曼火山（Tolimán）是在洛斯喬科約火山噴發(fā)之后形成的，至今依然活躍。

在火山噴發(fā)中，超級火山可在當(dāng)?shù)卦斐删薮蟮钠茐摹Ｍ瑫r，由于這些火山將大量的氣體和粉塵排放到大氣中，它們也會在全球范圍內(nèi)產(chǎn)生重大影響。正如一個研究小組所展示的那樣，這些火山排放物可以在幾年內(nèi)引起大氣的重大變化。

臭氧層削弱

奧斯陸大學(xué)、GEOMAR和NCAR的科學(xué)家基于洛斯喬科約火山（Los Chocoyos）爆發(fā)，模擬了前工業(yè)時代排放到大氣中的氣態(tài)硫和鹵素的氣體量。他們使用了通用地球系統(tǒng)模式（CESM）/全大氣通用氣候模式（WACCM），模擬大氣中包含相互作用的火山氣溶膠和氣體排放。

模式的運(yùn)行結(jié)果表明，火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫酸鹽和氣溶膠光學(xué)厚度（AOD）將在大氣中持續(xù)5年，而鹵素的含量將在近15年內(nèi)保持較高水平。臭氧層將會因?yàn)榇髿饣瘜W(xué)的這種變化而崩潰。研究人員發(fā)現(xiàn)，全球臭氧層平均減少了80%。

圖片來源：Pixabay

該研究的第一作者Hans Brenna說：“這種規(guī)模的臭氧減弱可能導(dǎo)致火山爆發(fā)后的頭五年紫外線輻射增加550%，這可能對人類和生物圈產(chǎn)生非常嚴(yán)重的潛在影響?！彼菉W斯陸大學(xué)地球科學(xué)系的博士生和挪威氣象研究所的研究員。如此大規(guī)模的火山爆發(fā)對氣候的影響將持續(xù)數(shù)十年之久。

“根據(jù)模擬結(jié)果，臭氧水平和氣候要恢復(fù)到噴發(fā)前的水平，分別需要15年和30年。北極地區(qū)海冰面積快速增加，隨后從北緯60°至北冰洋地區(qū)的海洋熱量傳送減少，這將使地球表面降溫的長期效應(yīng)得以維持。這種效應(yīng)持續(xù)長達(dá)20年?！眾W斯陸大學(xué)的氣象學(xué)教授Kirstin Krüger說。

火山噴發(fā)的影響大相徑庭

研究人員還發(fā)現(xiàn)，火山爆發(fā)的影響在全球的各個地區(qū)各有不同。在北半球，火山噴發(fā)會因大氣氣溶膠的增加而導(dǎo)致降溫，從而增加降水量，并使初級生產(chǎn)力減少25%以上。他們還發(fā)現(xiàn)，前三年海冰覆蓋率將增加40%。

在赤道和非洲北部，火山噴發(fā)將導(dǎo)致濕度增加，使噴發(fā)后的頭五年初級生產(chǎn)力大大提高。赤道低壓區(qū)，即熱帶輻合帶（ITCZ），將發(fā)生一次位移：更多地向南緯移動。此外，在頭三年，海洋將與類似厄爾尼諾現(xiàn)象的機(jī)制發(fā)生相互作用；這些機(jī)制也將向南移動。

圖片來源：Pixabay

Brenna說：“由于火山噴發(fā)中氣候響應(yīng)和大氣化學(xué)模式的不確定性很大，像我們這樣的模擬必須得到古早時期物理樣本的支持，比如冰和沉積物的巖芯以及同一個協(xié)調(diào)模型的相互比較?！?/p>

作者：Gunn Kristin Tjoflot

翻譯：陳泓宇

審校：黃薇

引進(jìn)來源：奧斯陸大學(xué)

引進(jìn)鏈接：https://phys.org/news/2020-08-volcanic-emissions-atmosphere.html

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