火山噴發的巨響甚至在2000公裡之外的地方都能聽到,並引發了海嘯,導致數百公裡外的地方遭到嚴重破壞。從規模上看,它甚至超過了1815年的坦博拉火山噴發,後者釋放出的能量相當於220萬個「小男孩」原子彈,造成至少7萬人死亡。從南極洲到格陵蘭島,都發現了火山噴發的跡象。問題是,科學家們卻找不到那座大規模噴發的火山。到底發生了什麼?
出品|網易科學人欄目組
譯者|小小
1465年10月10日,正是那不勒斯國王阿方索二世(Alfonso II)舉行婚禮的熱鬧日子。在這個盛大的時刻,他要贏取來自米蘭的貴族女子伊波麗塔·瑪利亞·斯福爾扎(Ippolita Maria Sforza)為妻。可是當斯福爾扎進入這座城市時,人群卻顯示出異常狀態。他們被此前從未見過的場景所震驚,這些場景是如此的怪異而美麗。
人們的目光並沒有盯在新娘身上,而是在仰望天空。雖然當時正值中午,但太陽卻變成了深藍色,使這個城市顯得陰森恐怖。謠言開始傳播,這是日食嗎?當黃昏來臨時,有些人認為這可能是天氣異常引發的結果。畢竟,他們曾經歷過特別潮溼的秋天,還有些人聲稱他們看到濃密潮溼的霧氣正升上天空。
然而,這僅僅是個開始。在隨後的幾個月裡,歐洲的天氣開始陷入失控狀態。在德國,雨下得很大,以至於墓地裡的屍體都露了出來。在波蘭Thorn鎮,居民們外出不得不乘船而行。在無情的大雨中,條頓騎士城堡的地下室被淹沒,整個村莊都被衝走。4年後,歐洲遭遇了小型冰河時代。魚在池塘裡被凍死,樹木不再開花,草叢也不再生長。在義大利的博洛尼亞,大雪迫使當地人牽著馬或趕著馬車沿著結冰的水路遷徙。
圖2:「未知火山噴發」產生大量火山灰,升入數千米高空
事實上,阿方索婚禮見證的場景可能比任何人想像的都要不同尋常。在數千公裡外的熱帶地區,一座巨大的火山正在重塑地質歷史。這次火山噴發如此強烈,其產生的火山灰雲籠罩住整個地球,並導致了幾個世紀以來最寒冷的十年。
火山噴發的巨響甚至在2000公裡之外的地方都能聽到,並引發了海嘯,導致數百公裡外的地方遭到嚴重破壞。從規模上看,它甚至超過了1815年的坦博拉火山噴發,後者釋放出的能量相當於220萬個「小男孩」原子彈,造成至少7萬人死亡。從南極洲到格陵蘭島,都發現了火山噴發的跡象。問題是,科學家們卻找不到那座大規模噴發的火山。到底發生了什麼?
這座「未知火山」發生大規模噴發事件是無可爭議的,它蒸發了大量富含硫元素的巖石,導致這些硫進入大氣層中,最終形成硫酸雪降落在南北極。它們被儲存到冰裡,形成了橫跨數千年的地質活動的自然記錄。沒有其他任何事件能達到這樣的效果,甚至小行星撞擊都不成。
然而,確定這些硫酸存在是最容易的部分,科學家們對其他方面幾乎一無所知。這是地質史上真正的謎團,地質學家們幾十年來始終在嘗試解開它。這一切都源於一個謠言和南太平洋上的一個珊瑚礁島嶼。早在上世紀50年代,考古學家就曾尋訪Tongoa,那裡的萬那杜人時代傳說那裡曾有個非常古老的大陸塊,將其與附近的Epi島相連。它被稱為Kuwae,中央有個巨大的火山。
去除傳說中明顯是修飾的部分,如本地人的欺騙和其他混亂關係(亂倫)導致超自然力量憤怒,從而將下懲罰。真正的故事可以歸結為這樣的敘述:一天,發生數次強烈地震後,一次災難性的火山噴發導致Kuwae島嶼被一分為二。
圖3:在火山大規模噴發之後,兩極下起了硫酸雪
許多人乘船逃離到附近的島嶼上。大多數人在這個過程中遇難,少數倖存者包括年輕的Ti Tongoa Liseiriki。火山噴發後,他選擇留在了Tongoa,並將這個故事傳給了子孫後代。火山噴發到今天只剩下約1000米深的火山口,而且還是隱藏在海洋之下。Epi島和Tongoa上還有厚厚的火山灰,這是過熱氣體和巖石以時速數百公裡的速度高速流過後留下的。
直到20世紀80年代,科學家們才逐漸了解到15世紀這起火山大噴發的情況。當時,他們發現了從極地冰層中取出的冰芯周圍發現了酸性物質。突然間,對於那些調查Kuwae的人來說,它看起來像他們始終在苦苦尋找的東西。對火山爆發日期的早期估計,是根據自那以來統治當地部落的首領數量確定的,大致確定在1540年到1654年之間。
考古學家們甚至測定了Ti Tongoa Liseiriki的骨架年代,證明其屬於14或15世紀。目前來看,這些進展還不錯。很快,其他來源也開始提供證據。來自火山口周圍島嶼土著人的語言,似乎都有共同的語言根源,這表明它們可能是在數百年前從同樣的方言中進化而來的。
1993年,美國宇航局下屬噴氣推進實驗室的科學家來此考察。發現硫酸鹽氣溶膠仍存在於大氣中,並可以將陽光反射回太空。火山噴發的調光影響是如此強大,以至於有人提議「人造火山」作為應對氣候變化的一種手段。通過尋找全球降溫期,科學家們認為他們可以找到火山噴發的具體時間。
他們到處尋找線索,並梳理古代的饑荒記錄,甚至詳細查看當時的人的肖像,以尋找發育不良的證據。科學家們最終斷定,Kuwae上的火山噴發時間為1453年,這個日期很早,不足以破壞阿方索的婚禮,但那一年的確發生了許多特别致命的事件。在瑞典,莊稼歉收,糧食倉庫被倒空。在整個歐洲,樹木停止生長。在中國,成千上萬的人被凍死。幾個月後,連續下了40天的大雪,長江和黃海中遠離岸邊20公裡的地方都結成厚厚的冰層。在世界的另一邊,阿茲特克人經歷了史前時期最大的饑荒。
圖4:1815年坦博拉火山噴發,這是此前歷史上有記錄的最大規模火山噴發事件
科學家們對他們的研究充滿信心,甚至提出了火山爆發的確切日期,即1453年5月22日,當時發生在君士坦丁堡的激戰也被迫中斷。土耳其進攻者點燃的「大火」實際上只是暮色中火山灰燼的反射。最終,一群法國地質學家來到這座島上仔細考察。根據對火山口的測量,他們估計Kuwae噴發釋放了大量的巖漿,足以填滿帝國大廈3700萬次,並將碎片送上48公裡高的天空。此外,此次噴發的硫酸比坦博拉火山噴發多三倍以上,足以對全球氣候產生影響。
至關重要的是,通過放射性碳年代測定法對在噴發過程中死亡的樹木進行測量,科學家們確定噴發日期在1420年到1430年之間。雖然這無法與冰核中的數據完美匹配,但是被認為足夠接近真相。
科學家們開始把15世紀爆發稱為Kkuwae事件,這種理論不斷受到推動向前發展。然而,法國科學家所謂的真相沒能保留多久。僅僅10年後,另一群科學家重新回到火山口周圍的島嶼上。在紐西蘭梅西大學環境學家卡羅利·內梅特(Karoly Nemeth)的帶領下,他們尋找能夠改變全球氣候的爆炸性噴發跡象。然而,他們沒有找到任何東西。
真正巨大的火山噴發柱至少可達25千米高,這使它們能夠直接將硫注入大氣層,同時也意味著能夠將碎片傳播到更廣闊的地域。要想找出Kuwae噴發有多壯觀,他們所要做的就是尋找微塵。內梅特說:「毫無疑問,這裡有火山沉積物,但它們存在的程度並不是你所想像的那樣,不像是真正的大規模噴發所致。」
事實上,證據表明這裡的火山相對較小,不超過1000米高,還不到坦博拉火山噴發之前高度的1/4。內梅特的結論是,這座火山並非進行過單次的大規模噴發,而是以更小的規模噴發了好幾次。這是個毀滅性的打擊,或者至少你會如此認為。是的,但是科學界並沒有真正注意到這點。
圖5:科學家正在南極洲提取冰芯
然後是在2012年,在南極洲提取的冰芯給科學家們帶來巨大的驚喜。這個樣本來自名為Law Dome的地方,它以異常大的降雪而聞名。然而對於氣候研究來說,這是個最受歡迎的地方,因為厚厚的冰層使人們更容易區分個別年代的具體冰層。科學家們利用它們,對過去2000年間發生的每次重大火山噴發事件給出了最準確的紀錄。
他們發現,15世紀的記錄並不是由一次噴發引起的,而是兩次噴發。此外,最早的噴發發生在1458年,比Kuwae火山噴發時間晚得多。作者敦促其他人在進行相關性研究時要保持謹慎,然而失蹤火山之謎還沒有完全解開。一年後,另一項研究證實了他們的研究結果。
科學家怎麼可能把事情搞得這麼糟?
這一切都歸結於確定冰芯的年代。它們無法提供確切的日期,只是一系列的年度事件,一個接一個。要想估算事件發生的具體時間-比如「未知火山噴發」事件,凍結的記錄需要歷史信息來佐證和校準,例如1453年的氣候混亂情況。內梅特說:「這是一種令人難以置信的循環論證。」這次噴發被認為是在1453年,因為那時地球降溫了,這也是為什麼許多人認為Kuwae噴發的主要原因。
最後,將三者聯繫起來的唯一證據是間接證據。德國萊比錫大學歷史學家馬丁·鮑奇(Martin Bauch)說:「這一切都源於對歷史信息的誤解。當未知火山噴發事件的證據在冰芯中被發現時,人們渴望找到噴發地點,所以當Kuwae噴發被證實時,那些研究Kuwae的人簡單地將它們聯繫起來。」內梅特也表示:「這都是意外。」
圖6:火山噴發被認為阻斷了君士坦丁堡大戰
但如果火山噴發沒有發生在Kuwae,它們會在哪裡呢?為了產生真正的全球影響,火山爆發很可能發生在熱帶地區。那是因為在熱帶上空,上升的空氣可以把火山雲推到更高的地方,並促使其多年滯留在大氣層中。這些碎片也可能分布到更大的區域,因為大風往往會將空氣從赤道拉向兩極。
內梅特說:「如果你觀看地圖,會看到那是一個巨大的區域,太平洋地區存在數百座火山。」其他科學家建議考察整個島弧,包括印度尼西亞、美拉尼西亞、玻里尼西亞以及密克羅尼西亞的偏遠地區。因為坦博拉火山在噴發前的海拔為4300米,為此這個未知火山的規模也肯定相當大。出於明顯的原因,「肇事火山」有可能在水下早已消失,但15世紀噴發的神秘還遠沒有結束。
那麼1465年爆發的寒流呢?碰巧的是,這僅僅是估計未知火山噴發日期後的五年(1460年)。這幾乎不能算是決定性的證據,但其依然在預期誤差範圍之內。誰知道呢?最後,這場破壞性的火山噴發為阿方索的婚禮帶來了巨大的聲譽。