200年前火山噴發的“肇事者”終于找到了

1831年夏天，太陽詭異地變暗，一連幾天整個北半球都呈現藍綠色。在接下來的時間里，惡劣的天氣和漫長的寒流引發了印度、日本的農作物歉收與饑荒。長期以來，人們認為是一次火山大爆發產生了改變氣候的羽流，但這座火山的身份一直是火山學領域的未解之謎。

近日發表于美國《國家科學院院刊》的一份報告終于揭露了罪魁禍首。英國圣安德魯斯大學的William Hutchison團隊描述了1831年在冰芯層沉積的硫同位素和玻璃狀火山灰碎片，后者可以追溯到東北亞千島群島一座鮮為人知的火山——扎瓦利茨基火山。

這些格陵蘭島冰芯為確定1831年導致氣候變化的火山爆發提供了地球化學線索。圖片來源：MICHAEL SIGL

Hutchison說：“我們一直認為，改變氣候的最大火山爆發往往發生在低緯度地區，比如皮納圖博火山和坦布拉火山。但這項研究表明，高緯度地區的火山爆發也會產生非常大的影響。”

像其他火山大爆發一樣，1831年這次顯示為格陵蘭島和南極洲冰芯中容易確定年代的硫峰值。根據歷史記錄，含硫氣溶膠阻擋了陽光，在兩年內將氣溫降低了1°C。

格陵蘭島冰芯中較厚的硫沉積物表明，在北半球中緯度地區發生了一次火山爆發，向平流層釋放了大約13萬億克硫，這與1991年菲律賓皮納圖博火山爆發造成地球降溫的硫相當。

1831年的火山爆發和其他幾次火山大爆發都發生在小冰河期末期。例如，1815年印度尼西亞坦布拉火山爆發同樣使地球降溫，導致大范圍的糧食歉收。“它們可能延長了小冰期。”Hutchison說。

冰芯中大約是人類頭發寬度1/10的火山灰碎片，提供了真正罪魁禍首身份的線索。研究人員想到，1831年火山爆發產生的火山灰中鉀含量非常低，這與其他火山灰不同，“不像冰島或阿拉斯加的”。

千島群島進入了研究人員的視線。2023年5月，Hutchison獲得了20世紀90年代初日俄美三國研究人員在千島群島進行科學考察時，從一座名為扎瓦利茨基火山收集的火山灰。實驗表明，這些火山灰與冰芯的低鉀火山灰匹配，化學特征一致。

“這像一部偵探小說。”英國劍橋大學的Clive Oppenheimer說。新發現突顯了世界各地火山監測的不完整性。他補充說，過去幾十年，一些大型火山爆發“完全沒有引起科學界的注意”。