2010年4月14日7時(shí)49分，青海省玉樹(shù)藏族自治州玉樹(shù)縣發(fā)生里氏7.1級(jí)地震。到目前為止，地震已造成2200多人死亡，上萬(wàn)人受傷。與 此同時(shí)，冰島埃亞菲亞德拉冰蓋冰川附近的一座火山噴發(fā)，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(yán)重地影響了歐洲的空 中交通，多國(guó)機(jī)場(chǎng)被迫關(guān)閉。
氣候變化疑似禍?zhǔn)?/p>
早在2004年12月，印度洋海嘯發(fā)生后的幾天內(nèi)，互聯(lián)網(wǎng)上就充斥著各種關(guān)于氣候變化導(dǎo)致這次海嘯的討論。不少人認(rèn)為，由于全球氣候變暖，使得地下的巖漿升溫，地球的溫度升高，從而造成地震、海嘯和火山爆發(fā)。不過(guò)，科學(xué)家至今沒(méi)有找到印度洋海嘯的發(fā)生與海水面升高之間有直接聯(lián)系的證據(jù)。
雖然氣候變暖引發(fā)地震和火山爆發(fā)的理論有些牽強(qiáng)，但是其中包含的一些理論還是值得人們思考，即氣候變化與極端的地質(zhì)事件是緊密聯(lián)系在一起的。英 國(guó)氣候?qū)W家理查德·貝茨說(shuō)：“這是一個(gè)全新的學(xué)術(shù)研究課題，可能會(huì)取得有趣的結(jié)果。之前我們假定氣候變化和這些事件無(wú)關(guān)，但不妨推測(cè)兩者之間其實(shí)可能存在 一些關(guān)系。從長(zhǎng)期、大量的氣候變化研究中，可能會(huì)看到一些效果?！辈贿^(guò)，貝茨表示，目前沒(méi)有證據(jù)顯示當(dāng)前的全球平均氣溫上升與中國(guó)的地震和冰島的火山爆發(fā)有關(guān)。
2009年9月，英國(guó)倫敦曾召開(kāi)了一個(gè)關(guān)于“氣候?qū)Φ刭|(zhì)和地貌的影響”的研討會(huì)。與會(huì)專(zhuān)家認(rèn)為，氣候變化會(huì)打破地球的微平衡和誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。他們指出，在遠(yuǎn)古時(shí)代，大氣的巨幅升溫就曾和地質(zhì)變化有關(guān)。對(duì)于未來(lái)幾十年的全球氣候變暖會(huì)不會(huì)導(dǎo)致類(lèi)似的地質(zhì)變化，雖然目前下定論還為時(shí)過(guò)早，但是已經(jīng)有足夠的證據(jù)說(shuō)明必須嚴(yán)肅對(duì)待這個(gè)問(wèn)題。如果全球氣候變暖不能被遏制的話，人類(lèi)面臨的絕不僅僅是一個(gè)更加炎熱的未來(lái)，而且是一個(gè)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的未來(lái)。
水與冰對(duì)地殼的影響
地質(zhì)學(xué)家指出，氣候和地殼之間的相互聯(lián)系主要是通過(guò)地球上的水－冰轉(zhuǎn)換進(jìn)行的，水和冰給予地殼的壓力是需要考慮的主要因素。1立方米的水質(zhì)量為 1噸，而1立方米冰的質(zhì)量為0.9噸。如果向地面傾倒1000米厚的冰蓋，或者從海洋中移去等體積的水，都會(huì)造成地殼巖石所受到的壓力和張力的變化。因 此，水和冰在地殼上的改變會(huì)引起地震和火山爆發(fā)自然并不奇怪。
一般情況下，地面上的水和冰對(duì)地殼的作用并不明顯。但是，如果出現(xiàn)一些極端的、突發(fā)性的氣候變化，這種作用就會(huì)變得明顯，比如在冰期的開(kāi)始和結(jié) 束，再比如我們面臨的未來(lái)的全球氣候變暖。在這樣的情況下，巖石所受到的壓力和張力會(huì)發(fā)生較大的改變，其內(nèi)部的力的平衡被打破，就很容易引起地震和火山爆 發(fā)。
類(lèi)似的事情在地球歷史上發(fā)生過(guò)多次。在過(guò)去的65萬(wàn)年中，地球上大約出現(xiàn)過(guò)7次較大的冰期，當(dāng)時(shí)南北兩極的冰蓋大大超過(guò)今天。由于大量的水被凍 在海洋中和大陸上，水資源在地球上的分布大大改變，海水面大幅下降。其直接后果就是地殼所受到的壓力和張力發(fā)生改變。當(dāng)冰蓋融化時(shí)，水在地球上再次被重新 分配，而地殼所受到的壓力和張力又隨之發(fā)生變化。在這些頻繁的變化中，地殼很容易產(chǎn)生新的斷層并誘發(fā)更多的地震。
1970年，澳大利亞國(guó)立大學(xué)的約翰·查普爾研究了冰期的循環(huán)與火山爆發(fā)頻率的關(guān)系。從最近一次冰期結(jié)束(距今1萬(wàn)年前)地球開(kāi)始變暖算起，冰 島經(jīng)歷了4次劇烈的火山爆發(fā)，這被認(rèn)為是冰蓋融化導(dǎo)致地殼內(nèi)的巖漿所受到的壓力變化的結(jié)果。美國(guó)北卡羅來(lái)納大學(xué)的研究人員對(duì)美國(guó)加利福尼亞州北部地區(qū)進(jìn)行 研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)去80萬(wàn)年中這里也出現(xiàn)過(guò)類(lèi)似的事情。此外，在美國(guó)喀斯喀特山脈和安第斯山脈中的中緯度冰川的進(jìn)退也與火山活動(dòng)的增強(qiáng)有著一定的聯(lián)系。
地震活動(dòng)與火山爆發(fā)有點(diǎn)相似。瑞典科學(xué)家指出，在過(guò)去的冰期中，地殼所受的壓力和張力的平衡發(fā)生變化，觸發(fā)了斯堪的納維亞半島上的地震，類(lèi)似的 事情在蘇格蘭和北美也都曾發(fā)生。此后，加拿大科學(xué)家進(jìn)一步指出，這種效應(yīng)在今天依然存在。他們特別說(shuō)明，北美大陸應(yīng)力的回彈可能是1811－1812年之 間美國(guó)新馬德里大地震的主要原因。
氣候變暖不容忽視
在今天，全球氣候變暖的影響開(kāi)始顯現(xiàn)出來(lái)。2004年，美國(guó)國(guó)家航空航天局的地球物理學(xué)家珍妮·索伯和美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的地質(zhì)學(xué)家布魯斯·莫爾納 指出，阿拉斯加州西南部的冰川快速消融使得該地區(qū)地殼所受到的壓力發(fā)生變化，從而導(dǎo)致了1979年當(dāng)?shù)氐?.2級(jí)大地震。“這種事情將來(lái)還會(huì)繼續(xù)發(fā)生?！?他們警告說(shuō)，“在那些與阿拉斯加州相似的地區(qū)，評(píng)估地震威脅的時(shí)候，必須將地震和冰川融化之間的聯(lián)系考慮進(jìn)來(lái)?！边@對(duì)那些冰川和斷層并存的地區(qū)具有很重要 的意義，比如阿爾卑斯山脈、喜馬拉雅山脈、落基山脈、安第斯山脈以及新西蘭的南阿爾卑斯山脈。
在格陵蘭島的大陸架上還存在一個(gè)特別的問(wèn)題。冰蓋的融化會(huì)導(dǎo)致海底所受的壓力發(fā)生變化，有可能觸發(fā)地震。而在這個(gè)地區(qū)的大陸邊緣存在著數(shù)量巨大 的沉積物，一旦發(fā)生地震，必然造成海底滑坡，進(jìn)而引起巨大的海嘯。一旦這種事情發(fā)生，其規(guī)模將與8000年前在挪威西海岸發(fā)生的由海底滑坡所造成的海嘯不 相上下。挪威西海岸發(fā)生的那次海底滑坡被認(rèn)為是由一次海底地震引起的，造成了三次巨大的沉積物滑坡，繼而引發(fā)了巨大的海嘯，在蘇格蘭北部的設(shè)得蘭群島附近 形成了20米高的海浪，在蘇格蘭東岸也形成了6米高的海浪。目前，這個(gè)地區(qū)很穩(wěn)定，但格陵蘭島的這些沉積物卻存在很大的風(fēng)險(xiǎn)，有可能重蹈覆轍。
1997年，倫敦大學(xué)學(xué)院的比爾·麥圭爾領(lǐng)導(dǎo)的研究小組分析了從沉積物的巖心中獲取的數(shù)據(jù)后指出，過(guò)去8萬(wàn)年間地中海的海水面變化與火山爆發(fā)的 強(qiáng)度有直接的關(guān)系。最強(qiáng)烈的火山爆發(fā)事件恰恰發(fā)生在過(guò)去15000年中海水面一直上升的時(shí)期，而且這并不是一次區(qū)域性的事件。新漢普郡大學(xué)的研究人員已經(jīng) 從格陵蘭冰蓋的冰芯中找到了同時(shí)期火山爆發(fā)的證據(jù)。
冰蓋融化和海水面上升還意味著以前暴露的大陸邊緣將被海水淹沒(méi)。在最近一次冰期結(jié)束的時(shí)候，大部分主要的海盆邊緣的斷層異?；钴S，并觸發(fā)地震， 還在洋底引起了巨大的滑坡。目前，研究人員已經(jīng)在北大西洋盆地發(fā)現(xiàn)了27個(gè)這樣的滑坡遺跡，其中很多被證實(shí)是由過(guò)去15000年間海水面上升觸發(fā)導(dǎo)致的。
那么，這些地震、火山爆發(fā)或海嘯是否會(huì)再次發(fā)生呢？索伯和莫爾納的研究暗示，它們其實(shí)已經(jīng)發(fā)生了。最近，英國(guó)南極調(diào)查局的研究人員注意到，格陵 蘭冰蓋的加速融化和南極洲西部冰蓋的崩塌可能是當(dāng)今海水面升高的開(kāi)端。這意味著在未來(lái)幾個(gè)世紀(jì)內(nèi)海水面將升高數(shù)米。這幾乎和最后一次冰期結(jié)束后海水面上升 的最快速度一致。也就是說(shuō)，我們將來(lái)可能不僅僅面臨著一個(gè)更加溫暖的地球，還將面臨著一個(gè)充斥著火山爆發(fā)和地震頻發(fā)的地球。
對(duì)于火山而言，目前全世界依然活躍的600多座活火山中有57%分布在島嶼或者海岸線上，還有38%分布在海岸線附近250千米之內(nèi)。這些活火 山很容易受到壓力的影響，而壓力則可能來(lái)自極地冰蓋融化引起的海水面上升。同樣，大陸邊緣也會(huì)因此提高地震發(fā)生的可能性，并引起一些不穩(wěn)定地區(qū)的海底滑坡 和海嘯，如美國(guó)的東海岸、加利福尼亞州沿岸以及加勒比地區(qū)的北部。
科學(xué)家指出，冰蓋融化和海水面上升還會(huì)引發(fā)一個(gè)較為嚴(yán)重的后果，即海洋沉積物中天然氣水合物大量分解，造成大規(guī)模的甲烷釋放。在海盆邊緣的沉積 物中儲(chǔ)藏著大量的天然氣水合物，由海水溫度上升或者海水面上升引起的地震都會(huì)使它們分解并以甲烷的形式釋放出來(lái)。雖然海水面升高，海底所受到的壓力的變化 在一定程度上有助于天然氣水合物保持穩(wěn)定，但是作為比二氧化碳更加厲害的大氣保溫氣體，甲烷釋放也會(huì)進(jìn)一步促使全球平均氣溫上升。
事實(shí)上，并不是所有的火山爆發(fā)和地震都與氣候變化有關(guān)。然而，隨著時(shí)間的推移，人們很可能會(huì)看到越來(lái)越多的地質(zhì)災(zāi)害因?yàn)闅夂虻淖兓a(chǎn)生。唯一 令人欣慰的是，火山爆發(fā)會(huì)向大氣中釋放大量的二氧化硫氣體，這可能使地表溫度下降而減緩大氣保溫效應(yīng)。
火山爆發(fā)竟是天氣惹的禍
在白令海峽，有一座叫做巴甫洛夫的火山，它的爆發(fā)由天氣控制。
巴甫洛夫火山的爆發(fā)幾乎都發(fā)生在秋天和冬天。阿拉斯加火山觀測(cè)站的史蒂夫·麥克納特認(rèn)為，這是因?yàn)楹涮鞖庀碌牡蜌鈮嚎刂屏嗽摶鹕降谋l(fā)。按照 麥克納特的說(shuō)法，氣壓降低會(huì)使巴甫洛夫火山附近的水平面上升30厘米，而暴風(fēng)有可能將水面推得更高。他推測(cè)，高水面使火山受到更大的壓力，繼而把巖漿通過(guò) 火山通道向上擠壓，就像擠牙膏一樣。因此，巴甫洛夫火山形成了有規(guī)律的噴發(fā)。
巴甫洛夫火山并不是唯一對(duì)環(huán)境變化非常敏感的火山。劍橋大學(xué)的本·馬森和他的同事認(rèn)為，大部分的火山對(duì)周?chē)沫h(huán)境都非常敏感。他們通過(guò)對(duì) 1700－1999年間3000多次火山爆發(fā)的時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究，總結(jié)出了地球上火山爆發(fā)與季節(jié)變化的關(guān)系，即發(fā)生在11月到次年3月之間的火山爆發(fā)比一 年內(nèi)其他時(shí)間更多。研究人員認(rèn)為，這可能跟海水面隨季節(jié)變化而變化有關(guān)。由于季節(jié)的冷暖變化，使得億萬(wàn)噸的水在海洋和大陸之間轉(zhuǎn)移。這種轉(zhuǎn)移必然使地殼所 受到的壓力產(chǎn)生巨大變化，繼而導(dǎo)致火山爆發(fā)。
一些因斷層產(chǎn)生的地震同樣對(duì)季節(jié)非常敏感。與巴甫洛夫火山相似，華盛頓卡內(nèi)基研究院的地球物理學(xué)家將發(fā)生在臺(tái)灣東部的一類(lèi)“慢地震”(發(fā)震持續(xù) 時(shí)間較長(zhǎng))與臺(tái)風(fēng)的超低氣壓聯(lián)系起來(lái)。
研究人員推測(cè)，很多潛在的地質(zhì)災(zāi)害都與洋流、海水面和氣壓的短期變化有關(guān)。在過(guò)去30年間，氣候變化導(dǎo)致超出預(yù)期2倍多的熱帶氣旋出現(xiàn)。強(qiáng)熱帶 氣旋具有更大的破壞力和影響力，更有可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。
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