火山噴發也分性格，爆發式噴發什麼樣？靜靜地噴發又是什麼樣？噴發的火山灰如何幫助科學家跨越時間障礙，記錄地球故事？火山噴發除了帶來毀滅，還會帶來什麼樣的重生？北京大學地球與空間科學學院教授季建清演講的題目是《為什麼說火山是永恆的話題？它關乎好奇心、重生與時間》。
大家好，我是季建清，來自北京大學地球與空間科學學院，是一個火山學者。
你覺得火山離我們遠嗎？
其實火山離我們並不遠。就在北京這片大地上，15億年、1.56億年、1.24億年、幾千萬年、幾十萬年前，都曾經被火山覆蓋過。
地球上，幾乎每一寸土地都曾經被火山覆蓋過，承載我們這個世界的表面地殼就由火山物質組成。
今年是2020年，整整300年前的1720年，黑龍江的五大連池、老黑山、火燒山噴發了。這可以說是中國最後一次真正意義上的火山噴發。
中國最著名的火山是長白山火山，除此以外，還有瓊北的火山、廣東南部的雷州灣火山，騰衝火山、臺灣的大屯火山等。這些火山都處在 「休眠期」，可能會有少量地熱活動或一些噴氣作用，但都不是真正意義上的火山噴發。
我覺得火山地區是最美的。
上世紀90年代，我還是博士生，去雲南出野外，經過騰衝火山群。當時我對火山還有點陌生，但我好奇心很強，特別想去看看幾百度、上千度噴發之後的火山口什麼模樣。所以我就一個人遠離公路，遠離人煙人群，在騰衝找了一個小火山口爬了上去。
從遠處看，火山口是碗狀形態，其實火山錐外側地形很陡，雖然也就是200來米，我爬了半天，因為坡面上有很多火山碎屑和火山灰，爬一步都要退半步。
等我到達火山錐的錐環上時，終於看到了曾經噴發的火山口模樣：就和我們家鐵鍋的鍋底一樣。
那是早春季節，還沒有發芽的乾草，乾乾淨淨、密密實實地鋪在「鍋底」上。由於火山錐是一個四邊封閉的環，外面的喧囂聲傳不進來，我走下「鍋底」，進去之後一下子非常安靜。
那次我一個人出野外，兩個多月，做博士論文。一個人在外面對付各種各樣的艱辛，心裡有點慌、有點孤獨，也有點疲累。看到如此好的「鍋底」的一層乾草，頭頂上太陽照射著，我就躺下來睡了一覺。
一覺醒過來，我感覺好像被火山整個圓圓的碗碟緊緊地擁抱著，暖暖的，心裡特別安寧、平靜。這種感覺就像火山跟我之間，有千絲萬縷的聯繫，它吸引著我融身其中。我感覺火山好像是我的一個搖籃、一個襁褓——其實，我們人類和火山之間也是這種關係。
我非常羨慕其他出野外的老師，他們追猛禽、追花，還有追風。作為一個火山研究者，恐怕不能去追火山噴發，那是要了命的事。
上圖是皮納圖博火山噴發時，火山學家倉皇出逃的樣子。火山學者往往被火山噴發的熔巖流、熱浪或火山灰追著逃跑，非常悲慘。
說到火山噴發，大家也許在災難片、新聞中看到過。其實，火山噴發就像人的性格，也分暴脾氣，或慢性子。
所謂暴脾氣的火山噴發，學術上叫「爆發式噴發」。歷史上著名的爆發式噴發，是維蘇威火山在公元79年突然爆發。火山熔巖、火山灰、火山泥流，一下子掩埋了風光一時的龐貝古城，無數生命被定格在噴發那一瞬間。
還有另一種性格的火山噴發：靜靜地噴發。2018年春天，夏威夷基拉韋厄火山噴發，火山熔漿從裂縫裡邊緩緩地流出，慢慢地，過山港、過田野，吞噬村寨、吞噬公路、吞噬社區……不過這種情況主要在大洋或水下見得到，而且它速度比較慢，所以這種火山我們人類好像不太怕。
火山噴發過程中，除了高溫高熱給人類造成災害，還有更多形式影響社會和地球環境。
1991年、1992年前後，我在長白山工作，到了國慶節「十一」前後，發現天已經冷得不行了。我師傅在那工作了很多年，也說冬天來得比往年早一點。
後來研究了火山我才發現，這是由於菲律賓的皮納圖博火山在1991年春天爆發，把將近2000萬噸的二氧化硫和大量火山灰噴射到平流層裡，造成火山氣溶膠和灰塵，隔擋了地球表面從太陽吸收輻射能量——吸收的能量差不多減少了10%。
皮納圖博火山噴發後的大氣層（太空梭在1991年8月8日南美上空拍攝）
於是，91-92那兩年，我們就迎來了 「火山冬天」。在江南地區、江西、湖南，這些不太下雪的地方，那兩年居然下了好幾場暴雪。這是火山氣溶膠影響地表吸收能量的緣故。
「火山冬天」這種現象，在文學作品、繪畫藝術裡都有記載。
18—19世紀的歐洲文學總是有點灰濛濛的氛圍：空氣冷颼颼，大地溼漉漉。經典的英國作品《呼嘯山莊》、《霧都孤兒》、《傲慢與偏見》和《簡·愛》裡，都描述了一些食品匱乏、疾病多、愁苦困頓的場景。
除了文學，繪畫裡也有很多反映火山影響的作品，比如那個時期表現天空的藝術作品，經常出現紅橙黃的顏色——所謂的火山暮色。
這些作品中關於火山的痕跡，確實源自火山噴發——18至19世紀，歐洲經歷了好幾次火山噴發，比如1783年冰島的拉基火山噴發，在歐洲形成了很多年的火山冬天。食物匱乏，天氣又比較涼，老百姓生活變得困苦，造成了社會結構不穩定。
那段時間，還發生過更嚴重的火山噴發，波及範圍超出了歐洲，那就是引起1816年「無夏之年」的印度尼西亞坦博拉火山噴發，整個北半球都氣溫下降，進入火山冬天，造成了社會極大不穩定。
有資料表明，那時中國雲南出現了很大的饑荒；在臺灣這個偏熱帶的地方，夏天時居然也描述過「寒如冰」「夏冰霜」的情形。
地球有幾十億年的歷史，再往前可以追溯，還有影響更大的火山噴發。
2.5億年前，西伯利亞的大火山巖噴發，差不多生成了幾百米到上千米厚的火山巖層，覆蓋了西伯利亞地區將近700萬平方公裡的面積，相當於中國2/3的國土面積。這一次噴發，讓地球上超過95%的生物滅絕，是地球歷史上最嚴重的一次生物滅絕。
2.51億年前，西伯利亞超大規模玄武質火山覆蓋範圍
球歷史上還有很多次生物滅絕，最嚴重的5次大生物滅絕，都被認為與火山有關。
分子生物學研究表明，在八九萬年前，人類祖先曾經有30萬人之多，有生殖能力的婦女有15萬人；但到了七萬年前，人類數量變成了3000人，能夠生育的女性只有幾十個到幾百個。
那麼，是什麼導致了人類數量的銳減？
其實，也跟火山噴發有關係。
上個世紀六七十年代，一些地球環境學家做了一項非常有意義的工作：在南北極的冰蓋裡，根據一層一年的記錄，恢復了幾十萬年以來的地球環境演化歷史。
他們發現在格陵蘭冰蓋下大概2500米深度，相當於7.4萬到7.3萬年前之間，出現了硫酸成分和火山灰的增加，平均氣溫降低了3到5度，生生地把地球拉進了一個小冰河時代。
地質學家根據全球這一層火山灰的分布，推斷在印度尼西亞地區有一個多巴湖火山口。這個多巴湖火山口的噴發，造成了一次劇烈的全球冰期事件，這導致了稚嫩的人類幾乎滅絕。
火山給人類帶來了很多毀滅，但毀滅之後就有重生——火山是人類和生命圈重要的營養物質來源。
火山噴發出的氣體和水，是我們地球水圈和生物群大氣圈的來源，並且不斷地通過注入的物質改變水圈大氣圈，進而改變我們的環境。
大家知道中國最好的大米產自哪嗎？叫「響水大米」，是中國第一品牌，也是歷代皇朝的貢米。這個大米，就是在鏡泊湖火山上面水窪地的火山灰裡種出來的大米。它有許多農業科學的成就在裡邊，但是火山作為一種營養物質同樣非常重要。
45億年來，地球表面無時無刻不在發生著火山噴發。我們通過火山和火山巖石，基本上能重建一個完整的地球故事。
不過，火山活動並不局限於地球，太陽系裡火山噴發很常見：探測器觀測到的木星、土星，以及海王星、冥王星上，經常會見到類似於火山噴發那樣的行星活動。
位於火星的奧林帕斯山（Olympus Mons）是太陽系最高的火山，火山口深約3公裡，頂峰高26公裡，平均高度22公裡
火星上的奧林帕斯的火山口，比我們珠穆朗瑪峰要高三倍。金星、水星和月球上的火山面積都非常大。
關於火山的科學命題，幾乎涉及到地球科學的所有方面。
所以說如果愛情是文學的主題，火山就是我們地球科學永遠的主題。
謝謝大家。
演講嘉賓季建清：《為什麼火山是永恆的話題？它關乎好奇心、重生與時間》作者：季建清
監製：吳歐
編輯：麥芽楊 範可鑫 雷昱兒
排版：雷昱兒
在「我是科學家iScientist」後臺回復「演講」，或者點擊菜單欄「演講」，即可看到更多科學家演講。
本文版權屬於「我是科學家」，未經授權不得轉載。如需轉載請聯繫iscientist@guokr.com。