湯加火山噴發向大氣注入1460億公斤水

1月15日，湯加火山噴發，沖擊波遍布全球，并向高空噴射出一股水蒸氣，將數十億公斤的水注入平流層。圖片來源：MAXAR VIA GETTY IMAGES

1月15日，湯加的洪阿哈阿帕伊島火山在海底噴發，重創了這個南太平洋國家，并引發了波及全球的海嘯。這是人類有記錄以來最強烈火山噴發之一，造成的大氣沖擊波環繞地球4圈，噴發羽流高度超過50多公里。然而，事情并沒有就此結束。

近日， 一項新研究發現，沖向天空的火山灰和氣體還向大氣平流層中噴射了大約1460億公斤的水，這些水可能會在平流層停留5年或更長時間，并侵蝕臭氧層，甚至可能使地球變暖。相關研究結果發表于《地球物理研究快報》。

該研究通訊作者、美國宇航局（NASA）噴氣推進實驗室大氣科學家Luis Millán表示，1460億公斤的水量相當于5.8萬個奧運會標準游泳池容納的水量，或平流層全部含水量的10%左右。

未參與該研究的加拿大薩斯喀徹溫大學物理學家Matthew Toohey說：“據我所知，火山噴發可以直接向平流層注入大量水蒸氣的想法還沒有被直接觀察到，至少沒有觀察到這種量級。”

據了解，該研究借助NASA的Aura衛星裝載的微波邊緣探測儀（MLS）完成。該儀器于2004年投入使用，可在100公里高空測量地球大氣中的各種化合物。研究人員感興趣的是火山噴發釋放的水和二氧化硫，因為這些化合物可以影響氣候。在火山噴發當天和之后的幾天里，通過MLS的反復觀測，研究人員能夠了解到噴流及其含水量在全球范圍內增長和分布的變化情況。

Millán表示，其他火山噴發時也會向地球大氣中注入大量水蒸氣，但湯加火山噴發注入的水量規模前所未有。這可能是由火山爆發的規模和水下位置決定的。

一般情況下，大型火山噴發會使氣候變冷，因為它們釋放的二氧化硫會在大氣中形成化合物，反射太陽光。但由于被噴向大氣中的水蒸氣如此之多，湯加火山噴發可能會產生不同的影響。水吸收來自太陽的能量，使其成為一種強大的溫室氣體。二氧化硫在短短幾年內就會消散，而水可能會存留至少5年，甚至更久。

除此之外，在地球上空，水可能會與其他化學物質發生反應，進而破壞保護地球免受紫外線輻射的臭氧層，甚至會改變控制天氣模式的氣流循環。

Toohey說，這可能會加速溫室氣體的變暖效應，讓地球的溫度在數年內進一步上升。

但NASA戈達德太空研究所物理學家Allegra LeGrande則認為，湯加火山噴發對氣候的實際影響，可能需要更長的時間來了解。“新的觀測結果令人興奮，這或許會為此后的氣候研究帶來更多新的啟發。”