黃石超級火山噴發 美國在劫難逃？(下)

來源: 美國國家地理 [翻譯 / 校對：閆俊麗 /姚蓉 ] (2006)

[普通的火山噴出數百萬立方英尺的火山灰和碎屑，超級火山則是數十億立方英尺。一般火山噴出的火山灰可能覆蓋整個州，但黃石公園8千米地底下的“超級火山” 噴發卻能埋沒半個美國, 影響至2/3美國，甚至對世界的氣候產生巨大潛在作用。]

黃石公園火山噴發會怎樣？

　　這顆定時炸彈恰好就位於黃石國家公園。這座超級火山如此之大，能將碎屑噴到15英里的高空，引發劇烈的山崩，帶來遍地浩劫。要知道黃石超級火山噴發後、美國能否劫後餘生，我們必須先了解噴發的規模。

　　我們前往倫敦，請教比爾·麥圭爾，全球最傑出的火山專家之一。超級火山能夠發生史上規模最大的爆炸性噴發。

　　地質學家使用火山爆發指數、測量火山的噴發，這有點類似火山的里氏震級，等級從0級到8級不等。

　　一級噴發規模比較小，只產生35萬立方英尺的火山灰。2級噴發規模稍大，例如西西里島的芒埃特納火山噴發。新西蘭的火山噴發屬第3級，火山灰足以填滿58座足球場。1883年發生在印度尼西亞的喀拉喀托火山噴發是第6級。超級火山噴發能達到8級嗎？每一個等級都表示噴發的規模比下一級大10倍。

　　聖海倫斯火山屬於第5級，超級火山噴發的規模至少比它大1千倍。是什麼因素致使超級火山的爆發威力如此強大？原因在於引起噴發的岩漿或熔岩類型。

　　夏威夷的基拉韋厄等靜火山的岩漿非常鬆軟，稱為玄武岩。岩漿到達地面時，困在其中的氣體會緩緩流出，不會導致劇烈的噴發。但黃石公園下方的岩漿則截然不同，它含有大量二氧化硅，能將巨量的爆炸性氣體凝固在岩漿內。一旦氣體和岩漿凝固在一起，就會導致大規模噴發。

　　超級火山是全世界最大的炸彈，這枚超級炸彈還會不斷拋出小炸彈。

　　這是全世界最大的炸彈，1961年，前蘇聯空軍在北冰洋的新地島投下一枚5000萬噸重的巨型炸彈，爆炸所產生的蘑菇雲一直上升至同溫層上方，產生的衝擊波能環繞地球3周。而超級火山噴發的威力、比它還要強50倍。

　　無論如何，這樣的火山噴發都會在突然間造成嚴重的危害。應急抗災部門如何才能預測超級火山的噴發呢？在即將噴發時，所有的火山都會提前發出警告。地面隆起或許就是黃石公園火山噴發的第一個前兆。

　　聖海倫斯火山在噴發之前、每天上升5英尺。黃石公園可能也存在類似的上升現象。地表深處的岩漿上涌時，會導致上方的岩石破裂。上涌的岩漿很可能使黃石公園的火山噴口上升至少10英尺，而這個巨型火山噴口的面積、相當於休斯敦和達拉斯的總面積。

科學家呈現超級火山噴發時的景象

   《科學新發現》將首次為各位呈現黃石公園火山噴發時的景象。場面將十分壯觀，後果卻不堪設想。

　　“噴發的28天前”

　　如果在超級火山噴發數周甚至數月前發現這些警告，就能全面疏散人員。火山周圍方圓60英里的地區將成為危險地帶。官方將使方圓兩百英里的地區進入警戒狀態，以防萬一。群眾撤離警戒區後，地質學家將繼續觀察火山接近噴發的新跡象。

　　新鮮的岩漿湧上來、衝破上方的岩石，它開始向上涌時，就會引發多次地震。這些地震將在地震儀上形成明顯的波形。岩石突然間斷裂，緊接着猛然升起，然後又迅速消失。

　　早在火山噴發之前，周圍的危險地區就會不斷發生地震。就在火山噴發前，有規律的地震信號轉變為新信號，也就是長時間的連續震動。上涌的岩漿會衝破岩石，形成裂縫，而且會不斷湧入裂縫。岩漿移動的速度太快時，會震動裂縫壁或通道壁，發出隆隆的聲響。

　　這聽起來很像一個大風琴的震動聲。科學家稱之為諧振顫音，這是超級火山爆發的最後一次信號。它是岩漿沖至地表時可能發出的聲音。這時，對任何留在危險地帶的人來說，逃生的機率已相當渺茫。大爆炸迫在眉睫。

　　超級火山噴發的衝擊波無比強大，但和接踵而至的現象相比、還算不了什麼。緊接着，大自然最致命的殺手，由岩石、火山灰和氣體組成的的雲霧狀火山碎屑流劇烈翻滾着、從黃石公園一瀉而出。

　　火山碎屑流是破壞力最強的火山現象，爆炸後的岩漿碎屑、熱火山灰、熾熱的氣體，以颶風的速度行進，從噴發點沿着地表往四面八方炸開。

　　有如山崩地裂。翻騰的熾熱火山灰下、潛藏着大量翻滾的岩石。這些溫度高達華氏1500度的岩石一瀉千里，所到之處無堅不摧。這時，人不但無處可逃，而且也絕對無處躲藏。

　　很快你就會面臨死亡，並不是因為皮膚被外部的高熱燒傷，而是因為吸入炙熱的氣體後，這些氣體幾乎是立刻就會損壞肺臟和咽喉。接着，人體內的水分就會沸騰起來。過去，在某些火山噴發中，就曾有人的腦袋被炸開。(23.23)

　　為了找尋火山碎屑流可怕殺傷力的新證據，我們將前往加勒比海的蒙特塞拉特。1997年，這裡就曾出現過規模龐大的火山碎屑流。為了了解火山碎屑流是如何襲擊大城市的，我們來到了蒙特塞拉特的普利茅斯。

　　我們來到了蒙特塞拉特的首府--普利茅斯。這裡在1997年遭到火山碎屑流的襲擊，變得一片荒蕪。大衛·李曾經目睹了襲擊市區的火山碎屑流。他對當時的場面還記憶猶新，並給我們講述了當時的情形：“ 雖然火山碎屑流移動很快，但白天看起來就像灰色的雲團，你甚至不會覺得危險。夜間起了火，非常熾熱，四處一片通紅，看得見碎屑流掃蕩整座城市，500多度的高溫使碎屑流所經之處成了一片火海。大多數人都來到山坡上，從近處能看到整座城市都在燃燒。”

　　這個曾經擁有4000多人口的城鎮如今已成為一座鬼城。市中心覆蓋着一層厚厚的火山灰，儼然一座現代龐貝。蒙特塞拉特的災難讓人震驚，但這裡的火山並不大。島上的生活又逐漸恢復了正常。假如這是一座超級火山，這裡就不再可能有生命存在。

　　在黃石公園超級火山噴發一小時之內，火山碎屑流將迅速掃蕩整個鄉村，將傑克遜谷地和50英里外的利文斯頓全部吞沒。留在方圓60英里內的人，90％都將命喪黃泉。少數人可能在最初的爆炸中被炸得粉身碎骨。大多數人則會在碎屑流的高溫中窒息而死。

　　但這還只是開始。接着，充滿致命火山噴發微粒和碎屑的大團氣體、也就是火山灰，吹遍了整個美國。這將是黃石國家公園第二次發生超級火山噴發。規模如此之大的噴發如果再次發生，方圓60英里內所有的一切都將化為烏有。但緊接着，當堆積如山的火山灰開始散布、降落時，將造成什麼樣的後果？

　　黃石超級火山噴發能將火山灰噴射到15英里的高空。火山灰可能遍及半個美國。

　　“火山噴發三天之後”

　　火山爆發3天之後，天空將變得黯淡陰森。我們根據科學家的預測，勾畫出了火山灰落下3天之後、美國國內的景象。比雪水重6倍的潮濕火山灰將導致許多屋頂坍塌，美國西部大部分地區的汽車和地面飛機的過濾器被阻塞。由於微粒阻塞發動機，所有正在飛行的飛機都將有墜機的危險。

　　聖海倫斯火山噴發時，瀰漫在大氣中的火山灰顆粒引發閃電，造成多處森林火災。一座超級火山能帶來數百起森林火災。受影響最嚴重的地區是距黃石公園500英里內的順風區，最遠可波及鹽湖城和丹佛。

　　一般的盛行風能在24小時內將火山灰吹到丹佛，火山灰全部落下後，厚度將超過3英尺。兩天之內，整個地區的人無法外出活動，視線模糊不清，無法在戶外辨別方向，交通陷入停頓。

　　風揚起火山灰後、會形成大片浮塵，被困野外的人可能在幾小時內窒息而死。潮濕火山灰堆積在電線上會使線路短路。假如發生在冬季，寒冷的天氣將奪走更多的生命。

　　雨水會將火山灰沖刷到河流中，形成巨大的火山泥流，流經之處，萬物皆被沖毀。火山灰會堵塞水庫的水泵房，很多人因此沒有淡水可用。靠河水冷卻的核電站將被迫關閉。

　　和其它災難過後的情形一樣，經歷過超級火山帶來的浩劫，社會秩序陷入混亂，牲畜由於水草匱乏而死亡，醫院停診，老弱病殘更容易患病。在受災的中心地區，死亡人數可能達到50萬，占地區總人口的10%。

　　“火山噴發七天之後”

　　黃石火山噴發7天后，火山灰還在繼續噴向空中。數千里之外，在聖菲和堪薩斯市等地，火山灰還將持續降落、並不斷造成人員死亡。火山灰本身足以致命。任何在火山灰雲所經之處生活的人都必須做好防護。因為火山灰其實並不是灰塵，而是被炸成微小顆粒的岩石。

　　為了了解其致命的原因，我們將火山灰放在電子顯微鏡下觀察，放大之後，粉塵顆粒看起來就像邊緣呈鋸齒狀的微小玻璃碎片。假如吸進肺部，就有可能導致死亡。

　　但結果往往出人意料。為了了解吸入火山灰後的後果，我們前往內布拉斯加州，請教一位資深的美國古生物學家--麥克·沃里斯。

　　麥克·沃里斯教授在70年代有了一個驚人的發現。我在這裡尋找化石時，不經意間發現了火山灰床，並在火山灰床底部、發現了一個小犀牛的頭蓋骨。接下來的發現更不可思議。就在火山灰下方10英尺處，有個古老的水坑，坑裡堆滿了馬、駱駝和犀牛的骨骼。

　　這座大墳墓里有兩百多隻動物，死亡時間相互間隔幾天。科學家懷疑致命殺手是火山灰，但卻沒有找到證據。在檢測火山灰時，他們驚訝地發現，火山灰來自近1千英里之外、愛達荷州的一座死火山。

　　麥克·沃里斯據此判斷，火山灰能導致1000英里外的生物死亡。然而究竟是如何致死的呢？我可以解釋火山灰是如何導致死亡的。由於火山灰很細，很容易隨風飄蕩，因此6、7個小時後，火山灰就吹到了內布拉斯加州。

　　細火山灰滯留在我們所呼吸的空氣中。這些火山灰距離火山非常遠，因此沉澱在這裡的是最細的火山灰。火山灰細如灰塵，很容易被吸進肺里。

　　麥克·沃里斯和他的研究小組開始在實驗室中檢查這些骨骼，他們發現，骨骼中有異常。下顎前部的骨頭很健康，變成化石的駱駝下顎就應該是這個樣子，但這塊下顎不尋常，帶有患致命疾病的症狀。

　　和普通化石不同，每塊骨頭都覆蓋着一種奇特的白色物質。白色海綿狀物質是新生的骨骼。這種徵兆表明動物死於一種罕見的肺臟疾病，叫做肢端肥大病。肺臟衰竭時，骨骼系統隨之失控，舊骨骼上迅速長出新的骨骼。

　　這表明動物死亡的過程緩慢而痛苦。它們的肺部吸入火山灰而開始窒息、功能衰竭時，骨骼開始增殖變厚。它們痛苦不堪地來到水坑旁並死在那裡，這一切、都發生在火山噴發後一個月之內。

　　假如黃石公園的超級火山噴發，方圓1000英里之內的人都將處境危險。長時間暴露在細火山灰下，必然會患上肢端肥大病、漸漸死去。黃石火山噴發的直接衝擊導致的傷亡已很慘重，但對那些在爆炸中、甚至在火山灰降落中倖存的人來說，後果可能更嚴重。

　　DNA證據顯示，上次超級火山爆發造成了短暫的冰川期，人類因此而幾近滅絕。黃石超級火山噴發，將使美國各地普遍遭受滅頂之災。

　　在火山噴發的第一天，那些在最初爆炸中倖免於難的人、將面對從黃石公園席捲而出的火山碎屑流。方圓60英里幾乎全被破壞。3天后，火山周圍500英里之內、將不可能有正常的生命。在一周內，美國中部將被埋沒在一層厚厚的火山灰之下。數千人因患肺病而痛苦地死去。

　　現在，科學家們認為最嚴重的影響、將在火山噴發數月之後發生。

　　“火山噴發三年之後”

　　他們認為，超級火山噴發最致命的武器並非降落到地面的火山灰，而是滯留在空氣中的粉塵。紐約大學的麥克·蘭皮諾教授考察了過去火山噴發對地球氣候的影響。為了了解黃石火山噴發的後果，我們請蘭皮諾教授來到了新英格蘭。

　　新罕布什爾州一處墳場的一塊墓碑上刻有文字，警告人們超級火山將帶來的後果。上面記載了1816年發生的事件，這一年被稱為沒有夏天的一年。

　　這是一位名叫魯賓·惠滕的農夫的紀念碑。他在1816年拯救了新罕布什爾州的阿什蘭鎮，他把自己種植的小麥貢獻給了全鎮人民。那年6月下雪，7、8月發生霜凍，低地的大部分小麥都被凍死，但魯賓·惠滕設法在高地上種植了小麥、供給全鎮人民。

　　他們很幸運，1816年，新罕布什爾的作物生長季從120天、減少到了短短的60天。地面農作物在成熟前已經死去。受影響的不只是美國。壞天氣還造成了歐洲農作物歉收。1816年到1817年，人們經歷了一個多世紀以來最嚴重的饑荒。

　　人們認為，寒冷的氣候是由一座火山引發的。為了找到更多的數據，麥克·蘭皮諾前往哈佛大學尋找歷史記錄。記載顯示，1815年、也就是寒冷夏季的前一年，爪哇島東部的坦博拉火山噴發，山頂被炸開。

　　雖然規模不大，但1萬英里外的地方都會受到影響。這是了解超級火山噴發後果的最佳線索。火山噴發物能到達同溫層，最重要的是，火山釋放出的二氧化硫氣體、能轉變成地球大氣層和同溫層中的硫酸懸浮微塵。

　　科學家一致認為，使坦博拉火山成為奪命殺手的、正是噴射到空中的兩億噸二氧化硫。

　　同溫層的風會將這些懸浮微塵散布到全球各地，像一層帷幔一樣籠罩着地球，阻隔太陽光線，這樣一來，太陽光就顯得比較黯淡了。地球得不到充足的陽光，氣溫自然會下降。

　　正是這種黯淡效應造成了1816年的饑荒。據估計在坦博拉火山噴發中喪生的人數達7萬之多，是喀拉喀托火山噴發的兩倍。死亡的主因是饑荒，這次火山噴發是歷史記載中最致命的一次。

　　超級火山的影響可能更加嚴重。

　　超級火山對大氣層的影響，將遠遠超過歷史上任何一次火山噴發，比如坦博拉火山噴發。我們估計黃石公園超級火山噴發之後，全球氣溫會下降大約10華氏度。這是非常嚴重的冷卻效應。連赤道地區都會結霜、下雪。熱帶植物不具備抗寒能力，因此熱帶地區的霜凍將使地面上的所有植物枯萎。在這種氣候條件下，植物的生長季節將減少1至2年。據推測，全球將有數以百萬計的人喪生。(40.57)

　　證據顯示，這種氣候類型以前就曾經出現過。有些科學家認為，上次超級火山噴發時，人類幾乎被毀滅。

　　7萬4千年前，印度尼西亞 多巴島上的一座超級火山噴發。這次噴發規模相當大，和黃石公園可能發生的火山噴發屬於同一類型。有趣的是，基因顯示，當時人類的經歷就像在經過一個瓶頸。

　　科學家相信，火山噴發前非洲人口眾多，但在噴發前後數量銳減。在那個瓶頸時期，地球上只剩下了大概幾千人口，最多也就是1萬人。有些人認為，當時只有3千人，想想看，在那個時候，地球上的整個人類只剩下了幾千個人，這個物種已經幾乎接近滅絕了。

　　根據這些科學家的說法，曾有一座超級火山使人類幾乎滅絕。這種災難還可能再次發生嗎？會是什麼時候？這些對我們來說至關重要。

　　一座超級活火山就沉睡在黃石國家公園的地下。假如噴發，全球就都可能進入一個冬季。隨着全球氣溫降低，可能將有數百萬人死亡。這將是到目前為止、當代世界最大的災難。

超級火山什麼時候噴發

    聽起來很可怕，但假如發生在50萬年後，我們就用不着如此擔心。如果發生在5年後，我們就必須做好準備。黃石火山下一次噴發究竟會在什麼時候呢？

　　傑克·洛溫斯特恩是研究黃石火山動態的科學家，負責觀察火山是否會噴發。他利用最新科技、隨時掌握地面下的情況。公園內布有20多部地震儀，不間斷地記錄地震數據，並且將結果送到猶他大學。要想知道黃石火山何時爆發，關鍵在於了解地下岩漿的成份。

　　黃石公園地下深處的岩漿由3種成分組成--氣泡，晶體冷卻岩漿、以及一定比例的岩漿或熔岩。在火山爆發之前，岩漿庫中必須有足夠的熔岩、才能引起噴發。通常，岩漿中含有大約50%的熔岩、才能夠導致噴發。

　　黃石公園地下的熔岩占多大比例呢？為了找到答案，科學家最近分析了地震產生的地震波。地震波就像B超信號，能讓科學家看到地球內部、推斷熔岩的比例。

　　我們掌握了一些數據，數據說明，一個巨型火山噴口的岩漿庫中、只有10%的熔岩。因為地下的熔岩量還遠遠不夠，所以在目前這個階段看來，黃石公園的所有巨型火山噴口似乎都不可能噴發。

　　然而就在2003年，監視火山動態的地質學家觀察到了黃石火山越來越活躍的不尋常跡象。丹·祖里森是美國地質測量局火山災害組的地質學家。是他首先發現了火山活動加劇的跡象。

　　全世界最高的間歇泉--斯廷博特間歇泉噴發過許多次。這是非常罕見的現象。地面出現了新的裂縫。由於地面溫度太高，國家公園管理處不得不封閉了某些路段。我們發現，這個地區的另一處地面正在逐漸上升，坦白地說，我們認為能造成地面上升的唯一因素就是岩漿。這有可能意味着火山下一次噴發的時間越來越近了，我們開始發現地面下有新的岩漿滲入。

　　這些跡象能說明什麼呢？黃石超級火山過去曾噴發過3次。

　　這些現象很自然，看看火山爆發留下的痕跡就知道。火山噴發一直沒有停止，而且還會再次發生。黃石公園的火山噴發似乎有周期。黃石公園的前3次超級噴發，分別發生在200萬年前、130萬年前和60萬年前。聽起來好像下次噴發是不可避免的。

　　但這些年代並不代表精確的周期。噴發的間隔時間也可能多10萬年、或少10萬年。這意味着，10萬年內，黃石火山可能不會噴發。那麼下次噴發會是現在、還是10萬年之後呢？我們無從得知。

　　科學家認為，黃石超級火山不太可能在近期內噴發。但有一點是肯定的，超級火山噴發一定會發生。任何現有的科技都無法阻止火山爆發。假如黃石火山噴發，美國是否能劫後餘生？

　　答案是：在黃石超級火山噴發之後，美國將很難生存。

　　美國將陷入癱瘓，數千人將在爆炸中死亡，數百萬人會因吸入火山灰、或像人們預測的那樣，在饑荒中死去。但是，認清危險並制定詳細的抗災計劃，或許還能帶來希望。一些科學家相信，可靠的設施能夠幫助倖存者自救、做出有效的反應。

　　地下潛藏着如此巨大的威脅，未來幾百年內，黃石公園都將晝夜受到監視。我們是幸運的，因為超級火山噴發相當罕見。地球上的火山平均每隔70萬年才噴發一次。科學家面臨的挑戰是提前做好準備，確定下一次火山噴發將在何時、何地發生。