首页 行业 最新信息 查看内容

冰岛火山喷发三年后,后晋灭亡了

2019-12-3 09:27| 发布者: | 查看: 36| 评论: 0

摘要:   费杰,复旦大学中国历史地理研究所副教授。  其实不光是长白山天池火山,整个历史时期的火山都还有非常非常多的未解之谜。我觉得对我来讲,火山研究的魅力可能就在于不断地探索。  火山会说话  各位朋友, ...

  费杰,复旦大学中国历史地理研究所副教授。

  其实不光是长白山天池火山,整个历史时期的火山都还有非常非常多的未解之谜。我觉得对我来讲,火山研究的魅力可能就在于不断地探索。

  火山会说话

  各位朋友,大家下午好。我是来自复旦大学中国历史地理研究所的费杰。

  在过去近 20 年的时间里面,我主要从事的是关于历史时期火山喷发的气候效应这方面的研究。其实这方面的从业者非常少,全世界可能也就几十个人,所以非常有幸福感。

  为什么要从事这方面的研究呢?我们知道,现在的火山喷发都有监测记录。历史时期的火山喷发,可能在规模或者类型等各方面,都超过了现在的火山喷发,所以对它的研究非常有助于加深我们对火山的认识,对气候的认识。

  但是这些火山又没有检测,不会说话,所以我就希望通过研究,来让这些不会说话的历史时期的火山,能够说起话来。

  有的朋友可能觉得火山喷发离我们很遥远,但其实一点都不遥远。就在几年前(2010 年),冰岛的一次非常小规模的火山喷发,造成了冰岛严重的空气污染,这一地区所有的航空运输全部中断了。不知道当时有没有哪位朋友滞留在机场,如果有的话应该印象会很深刻。

  冰岛的这个火山是裂隙式的火山,它是发育在大洋中脊这些地方,但其实更多的是这种锥状的火山。


左:裂隙式火山。右:锥状火山

  我们看一下,左边的是冰岛的 Laki 火山,它是一种典型的裂隙式火山。右边的是非常著名的日本富士山,它是一座活火山,是锥状火山


左:裂隙式的冰岛 Laki 火山。右:锥状火山日本富士山

  那什么是活火山?活火山一般讲就是在全新世,在过去一万年有过喷发的火山。还有一些火山可能史前时期曾经喷发过,但是到了全新世它就不喷发了,这样的火山就称为死火山。但是有些火山乍一看,它已经是一个死火山,但是有时候因为岩浆突然又活跃起来,它睡着睡着又突然就醒了,这种火山我们就称它为休眠火山

  刚刚介绍的其实都是活火山。我们看一下,这几个是死火山。这是南京江宁的方山,它最后喷发于大概 10 到 11 个百万年以前。


我们附近的死火山:南京江宁方山

  合肥的大蜀山最后喷发于大概 36 个百万年以前。这两个火山离我们都很近,朋友们有机会也可以去看一下,现在都被建成了地质公园。


我们附近的死火山:合肥大蜀山

  还有一种类型,比方讲像苏州的虎丘。


苏州虎丘已经被逐出了火山界

  苏州的虎丘其实也是一座火山,但是它是在恐龙的那个年代,就是在中生代喷发。因为它喷发得太早了,虽然它的熔岩流,就是这些玄武岩还在,但是我们一般已经不把它称为火山,因为它上一次喷发距今已经上亿年了。我们已经把它逐出了火山界。

  火山有大有小。一般可能大家觉得它就是一个山包,但其实有些非常大的火山,它可以形成一个高原。像印度主体——德干高原,其实就是在中生代末期,由大规模的火山喷发,熔岩流堆积而形成的一个高原。所以火山喷发可以造就一个高原。


印度德干高原

  小的火山,大家看一下,这是意大利的一座火山布斯卡火山。

  上面这些火山都是喷岩浆的,其实还有一些比较特殊的,像这个。

  这个火山是不喷岩浆的,因为它温度比较低,只能喷泥浆,所以就称它为泥火山。江苏的溧阳就有这种泥火山,大家有机会可以去看看。

  如果说一个火山,它连泥浆都喷不出来,只能喷一些热的水,那这种情况下我们也就不再叫它火山,而称它为温泉。

  那我们来看一下,现在地球上的活火山都分布在什么地方。

  这张图中,这些红点不是火山,而是地震的震中。这些地震的震中,其实正好勾勒出了我们地球上板块的边界。

  黑色的三角形代表火山,我们可以看到,其实大多数的火山都分布在板块的边界,其中最多的是在这种消亡型的板块边界,也就是地壳消失的地方、板块碰撞的地方,这里一般都会形成锥状的火山。还有一小部分发育在大洋的中脊上面,一般会形成裂隙式的火山,后面这种火山比较少见。

  我们下面来看一看,火山到底会对人类造成哪些危害。公元 79 年,意大利的维苏威火山喷发,其实这是一次小规模的喷发,但是它的熔岩流掩埋了附近的庞贝城。这是当时的一些遇难者。

  如果是一个比较大规模的火山,像 1991 年菲律宾的皮纳图博火山的喷发,它的喷发柱超过 30 公里,已经深入到了平流层,比飞机巡航的高度还要高很多。这个喷发就造成了显著了气候效应,在 1992 年,就是它喷发的次年,全球平均气温降低了 0.5 度。


1991 年菲律宾的皮纳图博火山喷发

  可能大家觉得 0.5 度不算什么,但其实这个降温并不是平均的,而是表现为很多低温灾害。比如中国的东北在这一年夏天就经历了严重的低温冷害。这次降温还有一个效果,就是它一度中止了我们这些年来全球变暖的趋势。

  如果放眼到更久远的地质时期,像印度德干高原的火山喷发,它大概发生在距今 6500 万年前,也就是中生代和新生代交界的时候。

  这次火山爆发背后的原因,可能是这个时间点上的一个陨击事件,也就是小行星撞到了墨西哥的尤卡坦半岛,激发了全球范围内的火山喷发,其中就包括德干高原的火山喷发,然后造成了全球范围的生物大灭绝,绝大多数的恐龙都在那个时候灭绝了。当然这只是科学家的一种推测。   

  我们看一下火山喷发对大气的影响到底是怎么样的。这是小规模的喷发,它的喷发柱只停留在对流层,所以喷出的火山灰很快就被降水冲刷到地面,所以不会有明显的气候效应。


小规模喷发

  大家可能以为火山喷发之后,因为有火,所以气温会升高,但其实火山喷发最主要的气候效应是造成地面的降温。

  如果是大规模的喷发,它的喷发柱会进入到平流层,就是超过了飞机巡航的高度。它在平流层停留,然后太阳辐射就会被火山灰和它的一些衍生物给散射或者反射掉,到达地面的太阳光就变少了,地面就变冷了。


强烈的喷发

  我们来看一下,这是过去 600 年火山喷发造成的全球性的降温。这个图的纵坐标是温度的变化,横坐标是年份,上面的温度是用北半球高纬度地区的树木年轮来指示的。


火山喷发的气候效应——全球性降温

  这个地区的树木年轮,主要是受控于夏季的温度。当夏季温度比较高,天气比较暖和的时候,树轮就长得宽;如果比较冷,树轮长得就窄。所以通过测量树轮的宽度,就可以重现过去的夏季温度的变化。

  我们可以看到,在这张图上面最冷的一个夏天——1601 年的夏天,其实是对应的秘鲁的怀纳普蒂纳的喷发。另外一个标红的就是所谓的“无夏之年”,对应的是 1815 年的坦博拉火山喷发。

  其实在这张图上面,绝大多数的凉夏,就是特别寒冷的夏天,都对应了火山喷发。所以其实大家可以看到,火山喷发是气候变化的一个非常重要的原因。特别是在历史时期,人类活动的影响很小的时候,火山喷发和太阳活动就是气候变化的两个最重要的原因。

  我们下面来看几个例子。这是公元 934 年冰岛的埃尔加火山喷发。这个火山喷发的规模很大,喷出地表的二氧化硫等气体的量非常大,喷发持续的时间也很长,有三到八年。


约 934 AD,冰岛埃尔加(Eldgjá)火山喷发持续 3 到 8 年,共喷出地表 232Mt 二氧化硫

  这次火山喷发虽然规模很大,但是因为距今年代很久远,而那个时候在欧洲又是“黑暗时期”,所以资料很少。但是经过一些学者的努力,最近发现,它带来的降温集中在 939 年前后。


Chenet et al., 2005; Self et al., 2004; Oppenheimer et al., 2018

  这次火山喷发的时候,中国正处在五代十国时期,中原地区是后晋王朝,北方是契丹,是辽国。

  我去寻找了相关的历史文献资料,就发现《辽史》记载,在 939 年的盛夏,7 月份,内蒙古的东南部下雪了。939 年的冬天,在开封那一带,也就是后晋的首都附近,“大雪害民,五旬未止”。

  到下一年,940 年的冬季,11 月份,在南京、扬州一带的运河已经封冻,漕运都中断了。941 年初,在山东的莱州湾,海冰非常严重,从海岸一直延伸到海里面一百多华里。所以我们可以发现,在 939 年到 940 年,中国经历了非常严重的降温。

  除了降温以外,我通过搜集整理历史文献还发现:在 942 年到 943 年,中国还出现了非常严重的旱灾、蝗灾,后来又造成了饥荒。

  当然,火山喷发造成降温的机制是比较清楚的,但它和降水的关系要相对复杂一些。但确实过去很多研究表明,中国历史上大多数大规模的火山喷发以后,都出现了旱灾。

  经历了上面的这些自然灾害以后,后晋的国运就受到很严重的打击。据《五代史》说“晋祚自兹衰矣”,就是后晋从此就衰落了。后晋灭亡于 947 年,离这个饥荒只有三年。

  通常历史学家会告诉我们,是契丹的入侵造成了后晋的灭亡,当然这其中有很多军事的、外交的、政治的原因。但实际上通过梳理这一次冰岛的火山喷发,以及其后的气候效应,我们可以发现,其中可能存在一个非常有意思的因果关系的链条。

  首先是冰岛火山喷发,喷发以后出现降温,出现旱灾、蝗灾、饥荒,然后就导致后晋衰落,契丹趁机入侵了后晋,三年以后,后晋就灭亡了。

  所以火山喷发的研究,也是给一些历史事件的解释提供了一个新的视角,当然只是一个新的视角,还没有形成定论。

  这是明代著名文学家袁宏道的《袁中郎全集》里收录的一些诗篇,是关于 1602 年,在湖北荆州公安一带异常多雪的一些诗篇。朋友们可能经常会看一些古代的文学作品,但可能不会想到,袁宏道为什么会写这么多咏叹降雪的诗篇。

  其实和这些诗歌的创作时间差不多的时间——1601 年的夏天,我们的黄河中下游地区经历了严重的霜灾,有些地方还下了雪,长江下游也有降雪。其实背后的原因也是火山喷发。

  1600 年,秘鲁的怀纳普蒂纳火山喷发(1600 年 2 月 19 日——1600 年 3 月5/6 日)。这一次火山喷发是南美洲历史时期最大规模的火山喷发。秘鲁当时人口是非常稀少的,但这次喷发还是造成了大约 1500 人遇难,秘鲁南部地区的社会、经济在整个 17 世纪都没有能够恢复过来。所以它的影响是非常深刻的。


1600 年,秘鲁的怀纳普蒂纳火山喷发

  所以火山喷发,其实是袁宏道为什么会写出这么多咏雪诗篇的原因。我也为文学家们找到了一个问题的答案。

  火山喷发除了降温、旱灾之外,还有些什么气候效应呢?其实还有一个很奇特的现象,就是曙暮光。

  火山喷发以后,空气被污染了,空气里面全是火山灰。特别是在日出日落的时候,太阳光比较弱;太阳光照过大气层的时候就只剩下红光,所以天空会变得非常红,就形成了非常绚丽的曙暮光。

  这是爱德华·蒙克非常有名的画作《呐喊》。


爱德华·蒙克的《呐喊》

  有的朋友可能觉得这幅画的背景是作者自己想象出来的,但其实不是。我们可以对比一下这张图。这是当时一个写实的画,画的是 1883 年伦敦的曙暮光,其背后的成因是 1883 年印尼的 Krakatoa 火山喷发。


Symons ed., 1888

  除此之外,火山喷发还会造成另外一种环境效应,就是空气污染,火山霾。举一个例子,1783 年冰岛的 Laki 火山喷发以后,在欧洲,包括北美洲在内的北半球很多地区都出现了火山霾。


左图:欧洲各地的火山霾。右图:北半球其他地区的火山霾

  因为火山灰里面有很多刺激性的成分,很多是有毒有害的,所以出现了这种火山霾以后,欧洲很多地区的死亡率突然升高了。其实就是这个火山霾造成了很多人的死亡。


Laki 火山喷发前后,英格兰死亡率变化。

  上面的这些火山喷发都有历史文献的资料作为依据。但是世界那么大,火山那么多,喷发也很多,其实绝大多数的火山喷发都没有留下历史文献的资料。那这些火山喷发,我们是怎么知道它们的存在呢?有一个比较好的办法就是到两极地区,到有冰川的地方去打冰钻,就是采冰芯。

  火山喷发以后,火山灰进到大气层里面,它的酸性气体会变成酸性的液滴,就是变成酸,随着降水降落到地面,降落到两极地区的这些冰层上面。这样以后,那一年冰层的酸度就特别高。通过逐年地测量冰层的酸度,我们就可以得到过去火山喷发的一个序列。

  这是最早的根据冰芯来建立的火山喷发的一个序列,大概是从公元 500 多年一直到公元一九七几年。


钻取于 1970 年代的格陵兰 Crête 冰芯记录,记录了过去 1500 年火山喷发事件。

  从右边开始,这个红色的是冰岛的埃尔加喷发,就刚刚介绍过的;左边最下面的是秘鲁的怀纳普蒂纳火山喷发;往上是冰岛的 Laki 喷发;再往上就是“无夏之年”,1815 年的坦博拉火山喷发。

  说了这么多火山的灾害,火山它到底有没有什么好处呢?其实也是有的。

  水蜜桃,是无锡的特产。因为我老家是无锡的,无锡的阳山其实是一座中生代的火山,很多火山附近地区的土壤特别肥沃,所以像无锡的阳山,它这个地方就特别适合种植水蜜桃,所以水蜜桃就变成了无锡的一个特产。

  好,那我们现在就来说一说中国的火山。中国其实火山不是很多,这几个是比较著名的火山,在现代喷发得很少。

  像新疆的阿什库勒火山,它是在无人区,喷发也没有人知道。


新疆的阿什库勒火山,曾于 1951 年 5 月 27 日喷发

  腾冲的来凤山火山是在全新世,就是在过去一万年曾经喷发过。


云南腾冲来凤山火山,过去一万年曾喷发

  最有名的是吉林长白山天池火山。在历史时期,中国境内最大规模的火山喷发,就是这个长白山天池火山的所谓“千年大喷发”,是在距今一千年左右的一次大喷发。


吉林长白山天池火山,1000 年多次喷发

  左边的图是长白山天池火山的一个示意图。右边的图是在火山喷发以后,它就形成了一个破火山口,很深,后来就积水,变成了一个火山口湖,这就是长白山天池,在朝鲜被称为白头山天池,是在长白山的主峰。


图片来源:马晗瑞,2016

  长白山很神秘。在东北地区,包括朝鲜族在内的很多民族都把它称为“圣山”。长白山主峰天池火山的喷发也非常地神秘,它的“千年大喷发”规模很大,但是关于它喷发的年代,我们却一直测不准。

  虽然天池火山每次喷发以后,都会造成那个地方的森林大火,会烧毁一些森林,然后留下一些炭化木。这些炭化木可以用来做碳 14 的年龄的测定,但是因为这个火山每隔几十年、上百年就会喷发一次,所以就很难搞清楚那些炭化木到底是不是“千年大喷发”形成的。


长白山天池火山千年大喷发的炭化木或炭屑

  于是测出来的喷发年代的结果就五花八门,从公元 700 多年一直到 1200 年都有。我最近参加了一个新的年代测定的项目,测量结果是在公元 946 年前后喷发。这个结果和历史文献有一些印证,可能是一个比较接近真实的结果。

  因为这个长白山天池火山的喷发年代一直扑朔迷离,所以对它的很多研究就很难开展,包括它对气候环境等等方面的影响,都还有很多的未解之谜。

  其实不光是长白山天池火山,整个历史时期的火山都还有非常非常多的未解之谜。我觉得对我来讲,火山研究的魅力可能就在于不断地探索。


鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋
毒镜头:老镜头、摄影器材资料库、老镜头样片、摄影
爱评测 aipingce.com  
返回顶部