气候变暖不仅造成了海平面的上升,它甚至还让地球变得躁动不安。
2010年1月12日,海地发生里氏7.3级地震,造成27万人死亡;2月27日,智利发生里氏8.8级强烈地震,强震在太平洋上引发了海啸;4月14日,我国青海玉树发生里氏7.1级地震;同一天,冰岛埃亚菲亚德拉冰盖火山喷发,产生的大量火山烟尘迫使多国机场关闭……8月7日,我国甘肃省舟曲发生特大泥石流,2000多人遇难。
这些地质灾害恰好是在全球气候变暖的大背景下发生的,一个很自然的问题是,它们跟气候变暖有没有关系?全球气候变暖会不会诱发火山爆发和地震?
这真是一个有意思的话题。早在2004年印度洋海啸发生后不久,在互联网上就引发过争论。有人认为,由于气候变暖,大气中的热量通过热传导,传到地壳,使得地下的岩浆温度升高,将造成更多的火山爆发和地震。
不过这是无稽之谈。地壳的平均厚度是33千米,组成的主要物质又是热的不良导体,大气温度区区几个摄氏度的变化并不足以对地球内部的岩浆活动造成影响。
那么,我们对此问题是否就可以得出否定的结论了呢?不!现在越来越多的科学家倾向于认为,气候变暖会对火山和地震造成一定的影响。但这种影响不是通过热传导,而是通过因气候变化导致的冰和水相互之间大规模转化来实现的。
气候“指挥”着海平面的升降
从太空上看,我们这个星球最蔚为壮观的景象之一就是表面覆盖着大量的水,地球是一颗名副其实的“水球”。
但这些水体并不是静止不动的。水是一种易蒸发的流体,它无时无刻不在运动之中。海洋上的水蒸发之后变成水蒸气,在气流的带动下,它们会被输运到陆地上空,形成雨、雪、冰雹等降下来。大部分降到陆地的雨雪很快又通过江河流回大海。而在寒冷的极地和高原地区,它们经长年累月的堆积,形成厚厚的冰川,比如在南极,冰层的平均厚度达到2300米。如果气候变暖,南北极的冰川全部融化,海平面将上升70米。
即使气候不变暖,海平面一年四季也在不断变化之中,只是变化幅度相对较小而已。比如到了冬季,雨雪降落之后,就结成了冰,被“锁”在了陆地上,没法流回海洋。如果地球的南北两半球陆地面积相等,也就罢了,当南半球结冰的时候,北半球的冰刚好融化,反之亦然,两相扯平。但实际上北半球的陆地面积比南半球要大,所以北半球处于冬季的时候,意味着有更多的水被“锁”在了陆地上,这将造成海平面有几十个厘米的下降。
此外,当有飓风、厄尔尼诺等异常变化的时候,在局部地区也会造成海平面上升或下降的现象。
气候变化使大地变得活跃
你也许会问,海平面的升降跟火山、地震有什么关系?
这是因为,在海洋的底部,“行到水止处”,正是地球地壳的开始。海洋地壳在长期适应海水巨大压力的过程中,已经在内部建立了微妙而脆弱的受力平衡,而海平面的任何变化都可能导致它失衡,从而引发火山和地震。
不妨试想一下,1立方米的水重量为1吨,而1立方米的冰重0.9吨,如果像南北极那样地面覆盖着几千米厚的冰盖,那有多沉。这必然会造成地壳岩石受力状况的失衡。一般情况下,这种失衡可以自动调整,因为地壳岩石内部有一定的弹性和摩擦力。但在一些极端条件下,比如冰期开始和结束,再比如说我们面临的未来全球气候变暖,两极冰川融化等等情况,就只能通过火山爆发和地震等更加剧烈的活动来建立新的平衡了。
据英国地质学会报告,在第四纪冰期,海洋大约有100~200米厚的水层变为两极2000米厚的冰盖,两极地壳因此下沉700米,赤道地区海洋地壳上升33~66米;在间冰期情况相反,斯堪的纳维亚半岛在冰盖融化后,地面已经上升了500米,还将上升200米。
在冰川形成和融化达至鼎盛的时期,由于海平面升降幅度达至最大,此时海洋地壳的失衡也最严重,所以最容易导致火山爆发和地震。按这个理论推算,第四纪冰期-间冰期的交替周期为10万年,每一个冰期-间冰期包含一个冰川盛期和冰融盛期,那么火山和地震活跃的周期应该是这个周期的一半,即5万年。地质学家果然发现,地球上大多数“超级火山”每5万年喷发一次。
地震的情况也类似。瑞典科学家指出,在第四纪冰期结束,正是地壳的受力失衡触发了斯堪的纳维亚半岛上的地震,类似的事情在苏格兰和北美也曾发生。
由此可见,从大的时间跨度来看,气候变化和地质活动活跃的周期是密切相关的。
脆弱的地壳
气候的变化会导致海平面的升降,这一点是毋庸置疑的,但你或许会问,地壳有那么脆弱吗,以至于海平面微小的变化都能影响到底下的地壳活动?
为了帮你消除这个疑问,让我们来看一些具体的例子。
在北美的阿拉斯加,有一座叫巴夫洛夫的火山。人们注意到,这座火山在冬季爆发得更为频繁。阿拉斯加火山观测站的工作人员认为,这是因受低气压和强风暴的影响,当地冬季海平面平均升高30厘米造成的。这就是说,就像挤牙膏一样,是巴夫洛夫火山邻近海域额外增加的水的重量把火山的岩浆“挤”出了地表。
而在东太平洋的复活节岛附近,科学家发现,自1973年以来,这里每隔几年就来一次厄尔尼诺现象,并经常性地伴随着海底4到6级的地震。
不过你也不要想当然地以为,只有海平面升高,挤压的力大了,才会触发火山爆发。事实上在另一些地方,情况恰好相反。当海平面升高时,压在大陆边缘的额外的海水重量可能只导致地壳严重变形,只有等海平面下降,这种高压状态撤去,地壳像弹簧一样反弹时,岩浆才会伺机喷发出来,或者造成岩层断裂,引发地震。所以,重要的不是海平面升了还是降了,而是只要海平面发生变化即可。因为一变化,原先的平衡就被打破了。
英国牛津的一位科学家对过去300年间3000多次火山爆发的研究揭示,火山活动会随季节的变化而变化。他发现,在北半球处于冬季时全球喷发的火山比北半球处于夏季时多20%。可能的原因就是我们前面提到过的,在北半球处于冬季的时候,全球的海平面会有些下降。
这种由于地表承载负荷改变而引发地质灾害的现象也为人类的实践活动所证实。这种实践就是建造大型水库。水库的蓄水造成了库区地表承载负荷的变化,结果诱发了地震。据不完全统计,世界上已有28个国家共报道了114起水库诱发的较大的地震,其中最大一次是1967年印度柯依腊水库发生6.5级强烈地震。我国新丰江水库1962年也曾诱发了一起6.1级的大地震。统计资料还表明,水库水位越高,库容量越大,诱发地震的危险性就越大。
所以说,纵观全球变暖的后果,除了被人们普遍认识到的气象灾害和沿海城市、海岛遭受灭顶之灾外,还应该加上由气候变暖带来的火山爆发和地震等地质灾害。虽然迄今为止,人们还不清楚气候变化影响火山和地震会到什么程度;也不知道今年的这几场重大自然灾害是否直接由气候变暖引起(除了舟曲的泥石流毫无疑问是气候引起的);但重要的是我们要意识到,我们的地球母亲远不是神话传说中那副温和慈善的样子,如果人类不注意自己的活动,惹恼了她,那么我们面临的绝不仅仅是一个更加炎热的未来,而且是一个地质灾害频仍的未来。