是否会更多的火山爆发和强震频发

2010年4月14日冰岛第五大冰川——埃亚菲亚德拉冰盖冰川附近的一座火山喷发后形成大量烟尘,不仅使部分冰川融化引发洪水,冲毁了附近道路和桥梁,而且产生的大量火山烟尘,严重影响了欧洲地区的空中交通,多国机场被迫关闭,造成严重的经济损失。欧盟委员会主席巴罗佐发表声明说,冰岛火山喷发给欧洲造成了前所未有的影响,他将建议专门小组,评估这场自然灾害给欧洲航空业以及整体经济造成的不利影响。

究竟是什么导致了冰岛火山的爆发?全球变暖是否会导致更多的火山爆发和地震?各国科学家众说纷纭,大致分为三派:

据英国《卫报》报道,专家指出,气候变化引起更多地震和火山爆发的说法是无稽之谈,不过,已经有足够的证据说明必须严肃对待这一威胁了[1]。这是一个模棱两可的报道,它显现了守旧派的顽固坚持和现实证据不断涌现的难解矛盾。

无关派普遍认为,气候变化和地震火山活动事件之间不存在任何联系。专家称,没有证据说明目前全球变暖的水平影响了上周导致上千人丧生的中国地震,并导致欧洲各国关闭机场的冰岛火山爆发[1]。

相关派的科学家说,在远古时代,大气的巨幅升温就曾和地质变化联系在一起。虽然目前说未来几十年的气候变化能够导致类似的地质变化还没有什么根据,但是已经有足够的证据说明必须严肃对待这种威胁了。有些专家已经把目前的全球变暖与山区的大规模落石和山崩联系到了一起[1]。

专家指出,全球变暖的确能够影响包括地震在内的地质灾难,因为它能移动地球表面的大量物质。融化的冰川和上升的海平面改变了大规模水体的分布,这种改变将通过地面释放压力。压力的变化使地裂和地震变得更有可能。德国的研究显示,地壳有时非常脆弱,一场滂沱大雨就可以引起地球表面压力的变化,从而导致地震发生[1]。

专家指出:“这是个新兴的科研领域,可能会带来很有意思的研究成果。原来,普遍认为气候变化和此类事件之间不存在任何联系。现在的观点是气候变化可能会引起更多的地质运动。长远来看,如果气候的确出现了巨大变化,我们应该可以看到变化带来的影响[1]。”

中国学者早在2002年就提出了气候变冷与深海地震之间的关系,并相继提出全球变暖与地震火山活动频发的关系。

全球20世纪初的低温期、30-40年代的增暖、50-60年代的低温和80年代后的迅速增暖,与拉马德雷冷暖位相的转变一一对应。2002年郭增建提出“深海巨震降温说”:海洋及其周边地区的巨震产生海啸,可使海洋深处冷水迁到海面,使水面降温,冷水吸收较多的二氧化碳,从而使地球降温近20年。20世纪80年代以后的气温上升与人类活动使二氧化碳排放量增加有关,同时这一时期也没有发生巨大的海震[2]。伴随拉马德雷冷位相中地震的增强,近20年内全球气温将逐渐变冷。建立全球防冷机制迫在眉睫[3-5]。

我在2006年指出,全球变暖导致的海平面上升,破坏了地壳的重力均衡,引起加载的海洋地壳均衡下沉(如同轮船加载,吃水线加深一样),由此而引发的深海强震和海啸又将迫使深海冷水上翻到海洋表面,从而将会引发全球变冷。这就是大自然的自调节作用[3,4]。

我们发现,1889年以来,全球大于等于8.5级的地震共18次。在1889~1924年“拉马德雷”“冷位相”发生6次,在1925~1945年“拉马德雷”“暖位相”发生1次,在1946~1977年“拉马德雷”“冷位相”及其边界发生11次,在1978~2003年“拉马德雷”“暖位相”发生0次,在2004~2005年“拉马德雷”“冷位相”已发生2次。规律表明,拉马德雷冷位相时期是全球强震的集中爆发时期和低温期。2000年开始进入了拉马德雷冷位相时期,预测显示,2000~2035年应该是全球强震爆发时期和低温期[3,5]。

莫斯科大学地质教研室火山学科研究员安纳托里指出,冰岛火山进入喷发活跃期,冰岛火山喷发大约有50-80年左右的周期,1998年火山学专家在雷克雅未克大学,对冰岛火山800年的历史记录和资料的熔岩层样本进行研讨,专家达成共识,冰岛火山所通过的高,低活动周期与地震有直接关联,冰岛附近的地质构造为大西洋裂谷断层,在地质运动的张裂过程中,向地壳水准延伸,导致蛀牙地质结构出现,断裂层即可引发地震为界。安纳托里认为,目前大西洋地质分裂才刚刚开始。安纳托里指出,冰岛火山灰将对人类造成重大威胁,由于火山灰位于35000至40000英尺的大气平流层,这个高度的大气中没有风雨干扰,水蒸气少,火山灰在60年内难以在平流层消失。安纳托里预测,冰岛火山将在2030年和2040年之间进入喷发的高潮期[6]。

拉马德雷冷暖位相转换周期为50-70年,冰岛火山喷发大约有50-80年左右的周期,两者的对应关系表明冷气候与地震火山强烈活动密切相关[7]。

尽管无关派矢口否认全球变暖和地震火山频繁发生的联系,但是,已经有足够的证据说明必须严肃对待这一威胁了。观察派科学家们呼吁,要展开广泛的调查,查清楚在全球变暖的大环境中,气温上升是否会导致更多的火山爆发、地震、山崩和海啸[1]。

笔者认为,冰岛火山喷发导致大量冰川融化,它不仅导致洪水泛滥,而且会进一步破坏冰岛地区的地壳均衡,引发更强烈的地震火山活动,认真调查全球变暖和地震火山频繁发生的相关关系可以预防更大的灾害发生。

全球变暖理论的创始人都是气象学家,他们是从气象学的角度研究温室效应对全球气候变化的影响,他们的竞争对手恰恰就是天文学和地质学结合的天文冰期理论。

20世纪最大的科学成果就是确立了米兰克维奇的天文冰期理论。南斯拉夫科学家米兰克维奇通过对地球轨道三要素对气候影响的计算,得出冰期具有2、4、10万年轨道周期,其中包括地球近日点进动2万年周期、黄赤交角变化4万年周期和地球轨道偏心率变化10万年周期。

1971年丹斯加德(Dansgaard)等人发表的格陵兰冰芯氧同位素谱分析成果表明,地球气候有10万年轨道周期变化,其中9万年为冷期,1万年为暖期。更多的证据表明第四纪大冰期中的亚冰期,确实有2、4、10万年的周期记录。天文冰期理论得到确认。

按此规律推算,目前气候的暖期已接近尾声,气候“变冷说”一度成为主流。日本气象厅朝仓正在1973年3月3日的《东洋经济周刊》上撰文预言,地球将于21世纪进入“第四小冰期”。美国威斯康辛大学环境研究所布赖森(Bryson)也认为,地球目前正在非常缓慢地进入另一个大冰河期。当时的“变暖说”以大气热污染为依据,代表人物有前苏联列宁格勒地球物理观象总台布迪柯、列宁格勒大学施涅特尼柯夫和美国国家海洋和大气管理局环境保护厅的彼得森。几十年后的20世纪80年代地球气温不降反升,使全球变暖的理论成为了主流。

对20世纪80年代全球的迅速变暖,大自然必然会形成相应的反馈机制使其变冷,相关的地球物理机制有:火山灰降温效应、深海地震降温效应、强潮汐降温效应、大西洋淡水循环降温效应等等。火山灰降温效应和深海地震降温效应将导致全球气候变冷。1952、1957、1960、1964年连续四次9级以上强震导致20世纪50-70年代强烈降温,以至于当时气象学惊呼小冰期的到来。这是无关派极力反对相关派的重要原因。

英国海洋学家警告称,墨西哥暖流有可能在不久的将来完全消失,这将导致欧洲大陆的平均气温下降10°C。根据专家们提供的数据,在最近的12年中,墨西哥暖流的强度已经减弱了三分之一。而这一后果的出现与西伯利亚各河流的流量以及北极冰层存在着密切联系。专家们介绍说,由于全球气候变暖,北极地区的冰层正在逐渐融化,这导致注入海洋中的河水也越来越多。这样以来,大量淡水的涌入会逐渐阻断热交换过程,从而干扰墨西哥暖流的形成。在正常情况下,墨西哥暖流会将较为温暖的海水从北回归线附近一直输送到西欧沿岸。到达欧洲北部地区后,海水会逐渐变冷,体积也会缩小。由于冷海水的密度较大,其会不停地涌向海底,这样就可保障洋流不断地发生循环。如果水中的含盐量太低(主要是由于海水与大量的淡水发生混合),其密度便会减小,难以下沉,从而阻断温暖海流涌向北欧地区,更严重的还有可能造成洋流运动陷于停滞[8]。

地球演化的历史表明,全球气候变化和全球地质变化和构造活动密切相关,大陆的分布、火山的喷发和强烈的地震活动对全球气候变化和生物灭绝有决定性的影响。

由英国布里斯托尔大学教授史蒂夫?斯帕克斯领衔起草的英国地质学会报告称,“超级火山”每5万年喷发一次[9]。第四纪冰期与间冰期的交替周期为10万年。在冰期,海洋大约有100-200米厚的水层变为两极2000米厚的冰盖,由地壳均衡原理,两极地壳将下沉700米,赤道洋壳将上升33-66米,赤道周长扩大200-400米,形成南北向赤道张裂和超级火山喷发;在间冰期情况相反。斯堪的纳维亚半岛在冰盖融化后,已经上升了500米,还将上升200米[10]。

在冰川盛期和冰融盛期,由于海平面升降都将发生超级火山喷发,周期为冰期周期的一半,即5万年[5]。冰盖的消长破坏了原有的地壳均衡,应发强烈的构造活动:地震火山活动频发。这为冰岛火山喷发的动力提供可靠的机制。气候变化和火山活动具有明显的天文周期[11]。

气象学家独霸全球变化论坛的时代已经结束了,地质学家开始加入这场史无前例的争论。但愿他们的相辅相成能为人类造福,给预防自然灾害带来更清醒的认识。

冰岛火山喷发导致大量冰川融化,它不仅导致洪水泛滥,而且会进一步破坏冰岛地区的地壳均衡,引发更强烈的地震火山活动,大量的洪水涌入大西洋,加速墨西哥暖流在不久的将来完全消失。已经有足够的证据说明,必须严肃对待这一威胁。

1. 张红。关注冰岛火山爆发。《 人民日报海外版 》( 2010年04月21日 第 02 版)

2. 郭增建. 海洋中和海洋边缘的巨震是调节气候的恒温器之一[J]. 西北地震学报. 2002, 24(3): 287

4. 杨冬红,杨学祥。全球变暖减速与郭增建的“海震调温假说”。地球物理学进展。2008,23 (6): 1813~1818

5. 杨冬红,杨学祥,刘财。2004年12月26日印尼地震海啸与全球低温。地球物理学进展。2006,21(3):1023-1027

6. 卢宇光。专家指欧洲上空火山灰60年难消除。2010年04月18日 23:32凤凰卫视。

7. 杨学祥。火山猛喷无关地震是误传。刊发时间:2010-04-19 08:41:55光明网-光明观察。

8. 伊凡 编译。墨西哥暖流减弱 可能导致欧陆平均气温下降10度。2005-12-02 10:52:42来源:TOM科技。

9. 杨冬红, 杨学祥. 重大自然灾害周期及其动力机制[A]. 见:中国地球物理学会编, 中国地球物理2005[C].长春: 吉林大学出版社,2005.355-356

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