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地球是一个巨大的半熔融岩石球,其中心有个如太阳表面炙热的铁内核。它在诞生时留下的巨大热量,数万亿吨放射性元素的放射性除了向上以外没有其他的逃脱方向,数千公里的岩石流将这些能量带到地表,而地壳是它们唯一的障碍。地壳对我们来说感觉很坚固,但它只是一个脆弱的屏障,就好像是一个苹果皮包裹着正燃烧着的庞然大物。真正的末日劫难可以突破地壳并释放出比我们所有的核武器加起来还要强大几十倍的喷发,使气候在一年内经历几个世纪的变化,同时用有毒的火山灰和气体将各大陆淹没,这个未来有可能存在的劫难被命名为超级火山,它们能有多大,它们会终结人类吗?
火山有很多种类型,从高耸的山脉到熔岩圆顶。它们有两个主要形成原因,第一个是板块之间的边界,覆盖着地球的地壳碎片就像一个巨大的拼图,有七个主要的构造板块和几十个较小的板块以每年15厘米的速度相互漂移,这听起来很慢,但在地质时间尺度上,这是一场关于谁能留在地表的巨大斗争,获胜的板块皱缩成一个新的山脉,而失败的板块被推入摄氏度的热岩海洋中,这个称之为“软流圈”。
这里的温度足以将岩石融化成液体,但这些板块在疯狂压力下仍然保持过热的固体结构,他们通常与水接触数千年并吸收一部分水。当它们被隐没在炙热的地下世界时,与这些水发生化学变化,使微小的部分熔化成岩浆。由于液态岩浆的密度比固体岩石小,所以它们以气泡的状态浮到地表,并且这些气泡在地壳下面慢慢囤积形成海绵状的岩浆库,当有足够的岩浆积聚,它就会变得强大到足以穿透地壳,这就形成了我们所看到的火山喷发。
火山的第二个形成原因被认为是地幔热柱,这些异常热的岩石柱从地球的核心一直上升到表面,人们对它们了解不多,但在某种程度上,这就好像地球的地幔有天气模式,地幔热柱有点像热空气上升形成风暴云,数亿年前由岩石以每月几毫米的速度循环而成,它们与地球构造板块运动无关,所以它们可以打破地壳来创造成长期保持活跃的活火山。
科学家们把火山喷发根据喷发程度来划分了等级也叫做火山喷发指数,简称VEI。一个VEI二级的喷发会用熔岩填满个完整的奥林匹克游泳池,我们每年大约有10次左右这个级别的火山喷发。在VEI为三级我们已经看到了毁灭性的影响,如年塞梅鲁火山爆发,摧毁了印度尼西亚数千所房屋。在VEI五级,相当于一座湖的岩浆被喷向空中,如年汤加海底火山,多次在全球范围内发出冲击波,并引发了海啸。
在VEI六级,一个爆发能够改变世界。年,印度尼西亚岛上的一座火山爆发持续了五个月,其中一次喷发将火山山体炸裂并产生了历史上最大的声音,比火箭起飞的声音大10万亿倍,响彻了半个世界。30米高的海啸卷走了附近的居民,还释放了巨量的气体和火山灰,使得全球气温下降了0.5摄氏度,红色尘土飞扬的日落持续了许多年。
在VEI七级,这种超级巨大的火山爆发事件人类文明史上只遇到过少数几次。坦博拉火山曾是一座米高的山,直到年爆炸,释放的能量是美国投在日本广岛的那颗小男孩原子弹爆炸威力的6.2万倍,约1亿吨火山灰和尘埃被射向太空,这些灰尘掩盖了世界的天空,将其染成病殃殃的黄色。之后第二年没有夏天,庄稼死亡,超过十万人死亡,这就是是火山爆发的可怕破坏力。
那么什么是超级火山,超级火山这个词是媒体的发明,而不是科学术语,它们的主要问题是,并不是超级火山的每次喷发都是超级喷发,超级火山的特别之处在于,它们已经等待喷发数十万年了,压力在几公里深的巨大岩浆库中积聚,直到它变得足够强大,足以将岩石抬高几米。岩石在压力下破裂,直到它们最终让出一条通路,那么数十亿吨的气体和火山灰就会以超音速喷出,这将是一次至少一千立方公里的疯狂爆炸,冲击着地球的每一个角落。
但这只是岩浆库的一小部分,超级喷发就像一壶沸腾的水,打开盖子,从顶部喷出一点,然后地面坍塌到留下的空隙中,形成一个叫做火山口的洞。在这个火山口下方压力再次开始积聚,直到火山聚集足够的能量进行另一次超级喷发,但这可能需要几十万年的时间。
据估计,地球上少数几座能够超级喷发的火山,平均每17,年可能会导致一次灾难性的喷发,这将使它们比类似的小行星撞击更加频繁。最近的一次超级喷发是26,年前在新西兰的一次喷发,其威力相当于数百亿吨如同珠穆朗玛峰大小的TNT炸药堆爆炸,这次喷发中很大一部分地貌被挖出并抛入大气层。它留下了一个跨越20公里的火山口,它使整个南半球经历了一段时间的突然的降温期。尽管如此,在和其他的超级喷发对比下,他只是一个烟花。
70年前的多巴湖喷发是历史上一个更重要的转折点,它释放了立方千米的巨大物质,足足有15厘米的火山灰覆盖了南亚部分地区,并引发全球气温快速下降4摄氏度。这个火山冬季可能持续了10年,随后是几个世纪的全球干旱,地球的气候有可能花了一千年才得以恢复。
我们所知道的最大的火山事件并不是真正的大爆炸,而是数百万立方千米的熔岩洪水。大约2.5亿年前西伯利亚暗色岩,当时熔岩持续释放了万年,它们将海洋温度提高到40摄氏度以上。导致了二叠纪-三叠纪灭绝,杀死了90%以上的物种,地球表面花了万年才恢复。这些类型的喷发不会改变气候,它们就是气候本身。但幸运的是,我们在数百万年里从未见过如此规模的火山喷发。
所以我们应该害怕超级火山吗?肯定不应该,它们已经被用来吓唬了许多人,并被夸大为不可避免的世界末日。在未来几百年内,发生VEI八级的的几率不到2%,更重要的是,它不会突然出现,然而不太强大但更频繁的火山爆发也会对我们的文明造成严重破坏。因此,我们必须
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