超級火山可能造成重大破壞。圖中是危地馬拉洛斯喬(qiao) 科約火山（Los Chocoyos）噴發後形成的火山口，現在是美麗(li) 的阿蒂特蘭(lan) 湖（Atitlán）。 （圖片來源：Steffen Kutterolf/GEOMAR）

位於(yu) 中美洲危地馬拉的洛斯喬(qiao) 科約超級火山（Los Chocoyos）大約8.4萬(wan) 年前爆發，是過去10萬(wan) 年中最大的火山事件之一。最近的岩石學數據顯示，洛斯喬(qiao) 科約火山噴發釋放出大量硫和消耗臭氧層的氯氣和溴氣。

這座火山是著名的環太平洋火山帶的一部分，這個(ge) 火山帶位於(yu) 太平洋周圍，形狀酷似一個(ge) 馬蹄鐵。它也是一個(ge) 地震帶，這裏有75%的已知火山（包括活火山和休眠火山）。阿蒂特蘭(lan) 火山（Atitlán）和托利曼火山（Tolimán）是在洛斯喬(qiao) 科約火山噴發之後形成的，至今依然活躍。

在火山噴發中，超級火山可在當地造成巨大的破壞。同時，由於(yu) 這些火山將大量的氣體(ti) 和粉塵排放到大氣中，它們(men) 也會(hui) 在全球範圍內(nei) 產(chan) 生重大影響。正如一個(ge) 研究小組所展示的那樣，這些火山排放物可以在幾年內(nei) 引起大氣的重大變化。

臭氧層削弱

奧斯陸大學、GEOMAR和NCAR的科學家基於(yu) 洛斯喬(qiao) 科約火山（Los Chocoyos）爆發，模擬了前工業(ye) 時代排放到大氣中的氣態硫和鹵素的氣體(ti) 量。他們(men) 使用了通用地球係統模式（CESM）/全大氣通用氣候模式（WACCM），模擬大氣中包含相互作用的火山氣溶膠和氣體(ti) 排放。

模式的運行結果表明，火山噴發所產(chan) 生的硫酸鹽和氣溶膠光學厚度（AOD）將在大氣中持續5年，而鹵素的含量將在近15年內(nei) 保持較高水平。臭氧層將會(hui) 因為(wei) 大氣化學的這種變化而崩潰。研究人員發現，全球臭氧層平均減少了80%。

圖片來源：Pixabay

該研究的第一作者Hans Brenna說：“這種規模的臭氧減弱可能導致火山爆發後的頭五年紫外線輻射增加550%，這可能對人類和生物圈產(chan) 生非常嚴(yan) 重的潛在影響。”他是奧斯陸大學地球科學係的博士生和挪威氣象研究所的研究員。如此大規模的火山爆發對氣候的影響將持續數十年之久。

“根據模擬結果，臭氧水平和氣候要恢複到噴發前的水平，分別需要15年和30年。北極地區海冰麵積快速增加，隨後從(cong) 北緯60°至北冰洋地區的海洋熱量傳(chuan) 送減少，這將使地球表麵降溫的長期效應得以維持。這種效應持續長達20年。”奧斯陸大學的氣象學教授Kirstin Krüger說。

火山噴發的影響大相徑庭

研究人員還發現，火山爆發的影響在全球的各個(ge) 地區各有不同。在北半球，火山噴發會(hui) 因大氣氣溶膠的增加而導致降溫，從(cong) 而增加降水量，並使初級生產(chan) 力減少25%以上。他們(men) 還發現，前三年海冰覆蓋率將增加40%。

在赤道和非洲北部，火山噴發將導致濕度增加，使噴發後的頭五年初級生產(chan) 力大大提高。赤道低壓區，即熱帶輻合帶（ITCZ），將發生一次位移：更多地向南緯移動。此外，在頭三年，海洋將與(yu) 類似厄爾尼諾現象的機製發生相互作用；這些機製也將向南移動。

圖片來源：Pixabay

Brenna說：“由於(yu) 火山噴發中氣候響應和大氣化學模式的不確定性很大，像我們(men) 這樣的模擬必須得到古早時期物理樣本的支持，比如冰和沉積物的岩芯以及同一個(ge) 協調模型的相互比較。”

作者：Gunn Kristin Tjoflot

翻譯：陳泓宇

審校：黃薇

引進來源：奧斯陸大學

引進鏈接：https://phys.org/news/2020-08-volcanic-emissions-atmosphere.html

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