歐洲500年嚴寒之謎破解:火山爆發引發小冰河期

2020-11-23 發展門戶網

畫家Pieter Bruegel the Elder的作品描繪了歐洲人在1600年前後溜冰的景象。

圖片來源：Pieter Bruegel the Elder (1601)/The Gallery Collection/Corbis

長期以來，科學家們一直在爭論，是什麼讓歐洲陷入了長達500年的寒流——這種顫慄直到一個世紀前才剛剛結束。是因為暫時沒有黑子而導致的昏暗的太陽，還是因為一次火山噴發揚起的塵埃遮蔽了太陽？抑或是太陽和火山「合謀」導致了這個小冰河期？如今，通過對小冰河期開始時死掉的植物進行分析，研究人員將罪過單獨鎖定在火山爆發身上。

破解這一氣候偵探故事的障礙在於無法確定小冰河期開始的時間。因此美國博爾德市科羅拉多大學的地質學家Gifford Miller和他的同事，分析了他們所能找到的最好的氣候記錄——加拿大巴芬島冰帽退縮後露出的完好無損的植物。碳測年分析顯示，大部分的植物死於1275年至1300年之間，此時北極冰層突然擴張到一度被綠色植物覆蓋的地帶。突然變冷的相同跡象也出現在13世紀晚期由冰川水形成的一個冰島湖泊的沉積物中。

高緯度地區的這兩個變冷信號與4座熱帶火山的異常爆發活動相一致。根據冰芯記錄，每一座火山都向同溫層中釋放了超過100萬噸的含硫塵埃，在這裡它們能夠阻礙陽光並使地球表面變冷。Miller和同事將小冰河期開始與大規模火山爆發的同時出現視為後者引發前者的證據。

在這項研究中，Miller和同事還進行了一些氣候建模研究，旨在搞清接二連三的火山爆發會對氣候造成何種影響。在一個涉及北極海冰的氣候模型中，研究人員發現，反覆的火山爆發冷卻了沿著格陵蘭東海岸向南前進的海冰。它的融化造成表面海水鹽度降低，從而減少了海洋的混合，並最終冷卻了返回北極地區的海水。通過促進更多海冰的形成，這些更冷的海水完成了一個反饋迴路。至少在一些運行的模型中，這一反饋迴路使得歐洲在幾個世紀中逆風保持了這種寒冷的氣候。

並未參與此項研究的紐約市美國宇航局（NASA）下屬戈達德空間研究所的氣候科學家Gavin Schmidt表示：「我認為小冰河期在13世紀晚期突然開始可能源於火山爆發。」他說，巴芬島和冰島氣候記錄的一致性令人信服，但他認為建模研究還存在一些缺陷。Schmidt說：「我還不能確信這是隨後幾個世紀氣候變化的原因。」他解釋說，單一模型的運行不足以證明一次由火山爆發導致的變冷何以在幾個世紀中鎖定地球的氣候。趙路

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