古老冰层为过去数十个巨大火山爆发带来新研究线索

对许多人来说，一提到火山爆发就会联想到末日场景，其中包括震耳欲聋的爆炸、黑暗的火山灰飘向平流层以及在惊慌失措的人类逃命时胶状的熔岩掩埋其路径上的一切。虽然这样的火山爆发理论上可能会在明天发生，但当涉及到现代真正的大规模火山爆发时，我们不得不转向灾难电影和书籍。

“我们没有经历过任何历史上最大的火山爆发。我们现在可以看到这一点。2010年造成欧洲空中交通瘫痪的Eyjafjellajökull跟我们在更早以前确定的喷发相比显得微不足道，”哥本哈根大学尼尔斯-玻尔研究所的Anders Svensson副教授说道，“其中许多比过去2500年的任何喷发都要大。”

通过比较在南极洲和格陵兰岛钻探的冰芯，Svensson和他的研究人员设法估计了过去6万年中火山爆发的数量和强度。直到现在，对2500多年前的火山喷发的估计一直跟巨大的不确定性和缺乏精确性有关。

69个比坦博拉火山喷发更大的喷发

在研究人员确定的火山爆发中，有85次是全球性爆发。其中69次估计比1815年印度尼西亚坦博拉火山的喷发还要大--这是人类历史上有记载的最大的火山喷发。坦博拉火山喷发时，大量硫酸被喷入平流层、阻挡了阳光并在随后的几年里导致全球变冷。这次喷发还造成了海啸、干旱、饥荒和至少8万人死亡。

“为了重建古代火山喷发，冰芯比其他方法有一些优势。每当一个真正的大喷发发生时，硫酸就会被喷射到高层大气中，然后分布到全球--包括格陵兰和南极洲，”Anders Svensson解说道，“我们可以通过观察落下的硫酸量来估计火山喷发的规模。”

在以前的一项研究中，研究人员设法使南极洲和格陵兰岛的冰芯同步化--即在相同的时间尺度上确定各自冰芯层的日期。研究人员通过这种方式得以比较冰中的硫磺残留物并推断出硫酸在全球重大火山爆发后蔓延到两极的时间。

什么时候会再次发生？

Anders Svensson说道：“新的6万年火山爆发时间线为我们提供了比以往更好的统计数据。现在我们可以看到，在史前冰河时期发生的这些大喷发比现代多得多。因为大型喷发相对罕见，所以需要一个长的时间线来了解它们发生的时间。这就是我们现在所拥有的。”

人们可能会想，下一次这样的大规模喷发会在什么时候发生。但Svensson还不准备做出任何具体的预测：“在我们研究的整个期间，发生了三次最大的已知类别的喷发，即所谓的VEI-8喷发。因此，我们可以预期在某个时候会有更多的喷发，但我们只是不知道那会是在一百年还是几千年后。坦博拉大小的喷发似乎每一千年就会喷发一次或两次，所以等待的时间可能会更短。”

气候是如何被影响的？

当威力足够大时，火山爆发会影响全球气候，那里通常会有一个5-10年的冷却期。因此，研究人员对绘制过去的主要火山爆发图有着很大的兴趣--因为它们可以帮助我们展望未来。

“冰芯包含了关于喷发前后温度的信息，这使我们能计算出对气候的影响，”Anders Svensson说道，“由于大型喷发告诉我们很多关于我们的星球对气候系统的变化有多敏感，它们对气候预测非常有用。”

然而确定地球的气候敏感性是目前气候模型的一个致命弱点。Svensson总结道：“目前的IPCC模型并没有牢牢掌握气候敏感性--也就是说，大气中的二氧化碳增加一倍会产生什么影响。火山运动可以为我们提供答案，当地球的大气辐射预算发生变化时，无论是由于二氧化碳还是由于硫磺颗粒的覆盖，温度会发生多大的变化。因此，当我们估计了大型火山爆发对气候的影响后，我们将能够利用这一结果来改进气候模型。”

据悉，研究人员总共在格陵兰岛冰芯中发现了1113次火山喷发，在南极冰芯中发现了740次喷发，在这些冰芯中，每平方公里的硫酸沉积量分别大于20公斤和10公斤。

在确定的喷发中，有85次是由地球两极的研究人员观察到的。其中25次比过去2500年中的任何一次喷发都要大，而69次比1815年的坦博拉火山喷发要大，这是过去500年中有记录的最大的火山喷发。

相关研究报告最近发表在了《Climate of the Past》上。