带来毁灭，又给予重生。火山如何记录完整地球故事？
来源：我是科学家iScientist
作者：北京大学地球与空间科学学院季建清
你觉得火山离我们远吗?
其实火山离我们并不远。就在北京这片大地上，15亿年、1.56亿年、1.24亿年、几千万年、几十万年前，都曾经被火山覆盖过。
地球上，几乎每一寸土地都曾经被火山覆盖过，承载我们这个世界的表面地壳就由火山物质组成。
今年是2020年，整整300年前的1720年，黑龙江的五大连池、老黑山、火烧山喷发了。这可以说是中国最后一次真正意义上的火山喷发。
五大连池、火烧山五大连池、火烧山
中国最著名的火山是长白山火山，除此以外，还有琼北的火山、广东南部的雷州湾火山，腾冲火山、台湾的大屯火山等。这些火山都处在“休眠期”，可能会有少量地热活动或一些喷气作用，但都不是真正意义上的火山喷发。
我觉得火山地区是最美的。
腾冲火山腾冲火山
上世纪90年代，我还是博士生，去云南出野外，经过腾冲火山群。当时我对火山还有点陌生，但我好奇心很强，特别想去看看几百度、上千度喷发之后的火山口什么模样。所以我就一个人远离公路，远离人烟人群，在腾冲找了一个小火山口爬了上去。
从远处看，火山口是碗状形态，其实火山锥外侧地形很陡，虽然也就是200来米，我爬了半天，因为坡面上有很多火山碎屑和火山灰，爬一步都要退半步。
等我到达火山锥的锥环上时，终于看到了曾经喷发的火山口模样：就和我们家铁锅的锅底一样。
那是早春季节，还没有发芽的干草，干干净净、密密实实地铺在“锅底”上。由于火山锥是一个四边封闭的环，外面的喧嚣声传不进来，我走下“锅底”，进去之后一下子非常安静。
那次我一个人出野外，两个多月，做博士论文。一个人在外面对付各种各样的艰辛，心里有点慌、有点孤独，也有点疲累。看到如此好的“锅底”的一层干草，头顶上太阳照射着，我就躺下来睡了一觉。
一觉醒过来，我感觉好像被火山整个圆圆的碗碟紧紧地拥抱着，暖暖的，心里特别安宁、平静。这种感觉就像火山跟我之间，有千丝万缕的联系，它吸引着我融身其中。我感觉火山好像是我的一个摇篮、一个襁褓——其实，我们人类和火山之间也是这种关系。
我非常羡慕其他出野外的老师，他们追猛禽、追花，还有追风。作为一个火山研究者，恐怕不能去追火山喷发，那是要了命的事。
皮纳图博火山喷发皮纳图博火山喷发
上图是皮纳图博火山喷发时，火山学家仓皇出逃的样子。火山学者往往被火山喷发的熔岩流、热浪或火山灰追着逃跑，非常悲惨。
说到火山喷发，大家也许在灾难片、新闻中看到过。其实，火山喷发就像人的性格，也分暴脾气，或慢性子。
所谓暴脾气的火山喷发，学术上叫“爆发式喷发”。历史上著名的爆发式喷发，是维苏威火山在公元79年突然爆发。火山熔岩、火山灰、火山泥流，一下子掩埋了风光一时的庞贝古城，无数生命被定格在喷发那一瞬间。
还有另一种性格的火山喷发：静静地喷发。2018年春天，夏威夷基拉韦厄火山喷发，火山熔浆从裂缝里边缓缓地流出，慢慢地，过山港、过田野，吞噬村寨、吞噬公路、吞噬社区……不过这种情况主要在大洋或水下见得到，而且它速度比较慢，所以这种火山我们人类好像不太怕。
美国夏威夷基拉韦厄火山喷发美国夏威夷基拉韦厄火山喷发
火山喷发过程中，除了高温高热给人类造成灾害，还有更多形式影响社会和地球环境。
1991年、1992年前后，我在长白山工作，到了“十一”假期前后，发现天已经冷得不行了。我师傅在那工作了很多年，也说冬天来得比往年早一点。
后来研究了火山我才发现，这是由于菲律宾的皮纳图博火山在1991年春天爆发，把将近2000万吨的二氧化硫和大量火山灰喷射到平流层里，造成火山气溶胶和灰尘，隔挡了地球表面从太阳吸收辐射能量——吸收的能量差不多减少了10%。
皮纳图博火山喷发后的大气层(航天飞机在1991年8月8日南美上空拍摄)皮纳图博火山喷发后的大气层(航天飞机在1991年8月8日南美上空拍摄)
于是，91-92那两年，我们就迎来了“火山冬天”。在江南地区、江西、湖南，这些不太下雪的地方，那两年居然下了好几场暴雪。这是火山气溶胶影响地表吸收能量的缘故。
“火山冬天”这种现象，在文学作品、绘画艺术里都有记载。
18—19世纪的欧洲文学总是有点灰蒙蒙的氛围：空气冷飕飕，大地湿漉漉。经典的英国作品《呼啸山庄》、《雾都孤儿》、《傲慢与偏见》和《简·爱》里，都描述了一些食品匮乏、疾病多、愁苦困顿的场景。
除了文学，绘画里也有很多反映火山影响的作品，比如那个时期表现天空的艺术作品，经常出现红橙黄的颜色——所谓的火山暮色。
这些作品中关于火山的痕迹，确实源自火山喷发——18至19世纪，欧洲经历了好几次火山喷发，比如1783年冰岛的拉基火山喷发，在欧洲形成了很多年的火山冬天。食物匮乏，天气又比较凉，老百姓生活变得困苦，造成了社会结构不稳定。
那段时间，还发生过更严重的火山喷发，波及范围超出了欧洲，那就是引起1816年“无夏之年”的印度尼西亚坦博拉火山喷发，整个北半球都气温下降，进入火山冬天，造成了社会极大不稳定。
有资料表明，那时中国云南出现了很大的饥荒;在台湾这个偏热带的地方，夏天时居然也描述过“寒如冰”“夏冰霜”的情形。
地球有几十亿年的历史，再往前可以追溯，还有影响更大的火山喷发。
2.5亿年前，西伯利亚的大火山岩喷发，差不多生成了几百米到上千米厚的火山岩层，覆盖了西伯利亚地区将近700万平方公里的面积，相当于中国2/3的国土面积。这一次喷发，让地球上超过95%的生物灭绝，是地球历史上最严重的一次生物灭绝。
2.51亿年前，西伯利亚超大规模玄武质火山覆盖范围2.51亿年前，西伯利亚超大规模玄武质火山覆盖范围
球历史上还有很多次生物灭绝，最严重的5次大生物灭绝，都被认为与火山有关。
分子生物学研究表明，在8、9万年前，人类祖先曾经有30万人之多，有生殖能力的妇女有15万人;但到了七万年前，人类数量变成了3000人，能够生育的女性只有几十个到几百个。
那么，是什么导致了人类数量的锐减?
其实，也跟火山喷发有关系。
上个世纪六七十年代，一些地球环境学家做了一项非常有意义的工作：在南北极的冰盖里，根据一层一年的记录，恢复了几十万年以来的地球环境演化历史。
他们发现在格陵兰冰盖下大概2500米深度，相当于7.4万到7.3万年前之间，出现了硫酸成分和火山灰的增加，平均气温降低了3到5度，生生地把地球拉进了一个小冰河时代。
地质学家根据全球这一层火山灰的分布，推断在印度尼西亚地区有一个多巴湖火山口。这个多巴湖火山口的喷发，造成了一次剧烈的全球冰期事件，这导致了稚嫩的人类几乎灭绝。
火山给人类带来了很多毁灭，但毁灭之后就有重生——火山是人类和生命圈重要的营养物质来源。
火山喷发出的气体和水，是我们地球水圈和生物群大气圈的来源，并且不断地通过注入的物质改变水圈大气圈，进而改变我们的环境。
大家知道中国最好的大米产自哪吗?叫“响水大米”，是中国第一品牌，也是历代皇朝的贡米。这个大米，就是在镜泊湖火山上面水洼地的火山灰里种出来的大米。它有许多农业科学的成就在里边，但是火山作为一种营养物质同样非常重要。
45亿年来，地球表面无时无刻不在发生着火山喷发。我们通过火山和火山岩石，基本上能重建一个完整的地球故事。
不过，火山活动并不局限于地球，太阳系里火山喷发很常见：探测器观测到的木星、土星，以及海王星、冥王星上，经常会见到类似于火山喷发那样的行星活动。
位于火星的奥林帕斯山、是太阳系最高的火山，火山口深约3公里，顶峰高26公里，平均高度22公里位于火星的奥林帕斯山、是太阳系最高的火山，火山口深约3公里，顶峰高26公里，平均高度22公里
火星上的奥林帕斯的火山口，比我们珠穆朗玛峰要高三倍。金星、水星和月球上的火山面积都非常大。
关于火山的科学命题，几乎涉及到地球科学的所有方面。
所以说如果爱情是文学的主题，火山就是我们地球科学永远的主题。
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