火山是地下深處的高溫巖漿及其有關(guān)的氣體、碎屑從地殼中噴出而形成的、具有特殊形態(tài)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。超級火山則是爆破性火山作用中噴發(fā)規(guī)模最大的火山。由于它的破壞力極為強大，被人們認作是未來人類面臨的十大自然災(zāi)難之首。超級火山的發(fā)現(xiàn)源于一次非常偶然的經(jīng)歷。

7.5萬年前發(fā)生了什么

1988年初夏，一支科考隊來到格陵蘭采集冰芯樣品用以研究大氣層及其長期變化?？疾礻牭臍夂?qū)W家齊林斯基發(fā)現(xiàn)，一塊記載有7.5萬年前氣候信息的冰芯里面，硫含量極高。經(jīng)過計算，他們得出當時每立方米大氣中有1 900微克硫，這比常態(tài)幾乎高出了40倍。大氣中的高濃度硫會引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生硫酸(H₂SO₄)。這種最致命的化學(xué)物質(zhì)在當時大氣中的含量約為2000～4000個百萬噸之間。這說明，在7.5萬年前，有個極大規(guī)模的全球性事件，導(dǎo)致大量硫進入了大氣層。

與此同時，數(shù)千公里外的另一位科學(xué)家也有驚人發(fā)現(xiàn)。麥克·朗皮諾是全球頂尖的地質(zhì)學(xué)家，只需透過有孔蟲這種微小海洋生物的殼體，就可以透視地球的氣候史。有孔蟲一生從海水中吸收氧氣，隨著海水溫度與氧氣濃度的變化，它們的殼體組成也會跟著改變。朗皮諾精準計算后發(fā)現(xiàn)，在地球歷史上某個時期，海水溫度發(fā)生了驟降。通常情況下，海水出現(xiàn)如此大幅度的降溫要經(jīng)過數(shù)十萬年時間。朗皮諾認為，造成這次海溫驟降的唯一成因是冰河期，他計算出全球海溫驟降的時間點，大約也是在7.5萬年前。

在比較了各自掌握的證據(jù)之后，兩位科學(xué)家認為，這個引發(fā)冰河期的氣溫驟降是由一次猛烈的火山噴發(fā)釋放出大量硫所致。他們遇到的難題是:噴發(fā)的火山究竟在哪里?因為即使是當時已知的世界上最大火山噴出的硫也無法與齊林斯基發(fā)現(xiàn)的硫磺數(shù)量相比，人類歷史上還沒有發(fā)現(xiàn)哪一座火山會讓海溫發(fā)生如此大規(guī)模的驟降。

發(fā)現(xiàn)超級火山

在印度尼西亞蘇門答臘島上，有一個多峇湖。這個湖泊的特殊之處就在于它的規(guī)模非常大，約有100千米長、30千米寬，湖水深度更是達到驚人的2000米。地質(zhì)學(xué)家克瑞格通過對湖底剖面圖的研究發(fā)現(xiàn)，湖旁邊的陡壁呈直落入水底的火山口形狀。此外，克瑞格還在湖面上方幾百米的地方發(fā)現(xiàn)了火山灰。1994年夏天，克瑞格把多峇湖周圍的火山灰送到了加拿大多倫多大學(xué)的威斯格實驗室進行分析。威斯格以辨識火山灰來源著稱，堪稱偵探火山灰源區(qū)的奇人。

自從1988年開始(在克瑞格送來多峇湖火山灰樣品之前整整6年)，很多人陸續(xù)給威斯格寄來火山灰樣品，要求判定其來源。這些火山灰樣品采自相距甚遠的不同地點，但它們的化學(xué)組成非常接近，而且都形成于同一時期:7.5萬年前。

威斯格對此極為困惑，因為火山灰通常只散落在火山周圍數(shù)百公里，這種未知的火山灰怎么能分布到6500千米以遠?威斯格認為，這些廣布的火山灰樣品必定來自同一次極猛烈的噴發(fā)，但這些火山灰究竟發(fā)源于哪里，他一無所知。直到1994年，威斯格收到克瑞格從多峇湖寄來的樣品，線索出現(xiàn)了。

多峇湖樣品與威斯格從四面八方收集到的神秘火山灰成分完全符合。多峇湖周圍噴出的巖漿非常巨大，只有一種火山的巖漿房能制造出這種巨大的巖漿。這就是火山學(xué)的最新發(fā)現(xiàn)之一——超級火山。超級火山一次噴發(fā)的巖漿量至少有1000立方千米，人類歷史上所經(jīng)歷過的最猛烈的噴發(fā)在這些超級火山面前只能是相形見絀。

由此，人們知道多峇湖是世上最猛烈火山噴發(fā)的現(xiàn)場。多峇湖就是這座火山噴發(fā)后留下的巨大破火山口。7.5萬年前，巖漿在多峇湖所在地下方不斷累積，直達整片巖層頂端。由于巖漿對地表造成極大壓力，使得地面崩裂。巖漿房頂層開始崩塌并沉陷到巖漿房中，巖漿受到擠壓沿著崩塌頂層周邊噴出?；鹕揭唤?jīng)噴發(fā)，整片地面隨之破裂，巖漿猛烈噴發(fā)出來，產(chǎn)生規(guī)模驚人的火山灰與火山碎屑流，所經(jīng)之處摧毀一切。在接下來的幾天，這股破壞威力持續(xù)不止。它的噴發(fā)柱非常高，可能高達數(shù)十公里。科學(xué)家還推算出，這次噴發(fā)也許持續(xù)了一到兩周，最終留下了一個2000米的深坑，而后被雨水填滿成為今天的多峇湖。這也是世界上最大的火山口湖。

什么是超級火山

超級火山是指火山爆發(fā)指數(shù)達到8的火山?；鹕奖l(fā)指數(shù)(VEI)是用噴發(fā)巖漿數(shù)量來衡量火山所釋放能量的一個指標，VEI數(shù)值最小為0(對應(yīng)的噴出巖漿量<0.0001 km³)，最大為8(對應(yīng)的噴出巖漿量>1000 km³)?；鹕奖l(fā)指數(shù)每增加1個單位，以立方千米為單位噴發(fā)的巖漿量就增加1個數(shù)量級。

VEI達到7的火山噴發(fā)體積為100-1000立方千米之間，地球上這種規(guī)模的火山并不多見，其噴發(fā)周期在1萬年左右。VEI達到8的超級火山，噴發(fā)體積則大于1000立方千米，其復(fù)發(fā)周期約為10萬年，這些火山在地球上的數(shù)量更是寥寥無幾。

超級火山噴發(fā)后往往都會形成一個巨大的破火山口，包括美國的黃石火山、希臘的桑托里尼火山、印度尼西亞的多峇火山和新西蘭的陶波火山，就是最好的實例。地球上最近一次超級火山噴發(fā)，就是上文提到的7.5萬年前在蘇門答臘島噴發(fā)的多峇火山。

除了規(guī)模巨大以外，超級火山還有一個特色，就是很難被人們察覺其準確位置。一般的火山是典型的錐狀，超級火山的構(gòu)造卻是扁平狀的。

重回冰河期

超級火山一旦噴發(fā)，對我們以及我們生存的地球會有怎樣的影響?可以這樣說，超級火山的噴發(fā)將沖擊現(xiàn)代文明生活的各個層面，包括食物資源、氣候、飲水:噴發(fā)后地表溫度大幅下降，水源將遭到火山灰污染，農(nóng)作物會歉收，牲畜會死去……

超級火山摧毀生命的巨大威力來源于噴發(fā)時產(chǎn)生的大量火山灰與二氧化硫氣體。位于火山附近的人類和其他生物根本無法承受高溫高速火山碎屑流的沖擊。即使是遠離噴發(fā)區(qū)的人，若在毫無防備的情況下吸入降落的火山灰，就等于是吸入細小而鋒利的鋼針?；鹕交疫M入肺部，可導(dǎo)致肺部血管膨脹，最終令人窒息而死。這是因為吸入的火山灰，將和人體肺部里的水分結(jié)合，進而變得如同水泥一樣，令人呼吸不暢。二氧化硫是超級火山噴發(fā)氣體的重要成分，它對生物的致命影響在于，二氧化硫會改變地球氣候，進而危及地球上的一切生物。

我們還是以多峇火山為例來說明超級火山噴發(fā)所能引起的可怕后果。根據(jù)已有資料，多峇火山是造成7.5萬年前所出現(xiàn)的那次持續(xù)1000年的低溫氣候的主要原因，由此導(dǎo)致了一次為期1000年甚或更久的迷你冰期。

為了解超級火山噴發(fā)會對地球造成怎樣的影響，科學(xué)家使用電腦對此進行了模擬。模擬顯示，超級火山噴發(fā)的確能造成氣溫下降與冰期的形成。

根據(jù)電腦的模擬，超級火山噴發(fā)后，二氧化硫氣體進入大氣，與水分子結(jié)合成為硫酸，這片持續(xù)擴大的硫酸云開始移動，覆蓋噴發(fā)現(xiàn)場周圍廣大區(qū)域。隨后，硫酸云慢慢遍布大半個地球，阻擋住日照并將陽光反射回太空。即使天空看起來依舊明亮晴朗，卻僅有少數(shù)陽光得以穿透云層。與此同時，由硫酸與火山灰組成的致命濃云，將地球上的動植物與大部分人類慢慢殺死:植物因無法進行光合作用逐漸枯萎死去，自然界的食物鏈遭到破壞，最后動物與人類死于大饑荒。

隨著氣溫的持續(xù)下降，地球上的積雪與冰封地區(qū)開始增加。積雪和冰層也會反射陽光，地球氣溫因而繼續(xù)下降，地表被冰雪所覆蓋的面積越來越大，于是更多的陽光被反射回太空。地表氣溫就這樣失去控制每況愈下，冰河開始形成，海水也隨之變冷，地球逐漸進入冰河期。此時的地球，白雪不停飄落。在格陵蘭，長年降雪層層堆積，數(shù)千年后這片落雪已被擠壓成1000米以上的厚冰，成為格陵蘭冰層。

黃石公園的真相

黃石公園是美國最著名、最受歡迎的國家公園，每年吸引超過300萬的游客前來參觀。其實，黃石火山也是一座休眠的超級火山。200余萬年來，黃石火山發(fā)生過3次超大規(guī)模的噴發(fā)。21077年前的第一次超大規(guī)模噴發(fā)，噴出的巖漿量達到2450立方千米，火山灰覆蓋了今天美國國土面積的一半。這是地球上五大火山噴發(fā)之一，形成的破火山口直徑超過100千米。13027年前，它再度噴發(fā)，造就了位于黃石國家公園西側(cè)的亨利?？似苹鹕娇?，形成了另一片廣泛分布的凝灰?guī)r。64萬年前，黃石地區(qū)再次發(fā)生超級火山噴發(fā)，造就了80千米長、55千米寬的黃石破火山口，破火山口塌陷陡壁高度在50米以上，噴發(fā)巖漿體積達到1000立方千米，向大氣層中拋出的體積巨大的火山灰，在遠離黃石的愛達荷州、路易斯安那州和加利福尼亞州，都能見到。

黃石公園最知名的就是那里有世上最壯觀的熱液奇景。但很少人知道，這片壯麗景色的造就者就來自他們腳下數(shù)公里處的致命力量。這么盛大的熱液景觀位于一個巨大巖漿房的上面，這個巖漿房會加熱周圍的巖石和水，進而造就了神奇的熱液奇景。黃石公園的超級火山雖處于休眠狀態(tài)，但它仍然極度危險和不穩(wěn)定。

科學(xué)家估計，在未來，黃石公園仍有可能發(fā)生超級火山爆發(fā)。如果一旦黃石公園發(fā)生超級噴發(fā)，它在全球造成的死亡人數(shù)將超過先前火山爆發(fā)所造成的死亡人數(shù)的總和。

為了追蹤黃石公園的地表形變，黃石火山觀測站的科學(xué)家采用衛(wèi)星定位系統(tǒng)工具，還有高度先進的新技術(shù)——干涉合成孔徑雷達(InSAR)對地質(zhì)情況進行監(jiān)測分析。他們把這些數(shù)據(jù)跟1996年比較后發(fā)現(xiàn)，黃石破火山口北部有隆起現(xiàn)象，隆起地點代表的巖漿集中地離諾里斯間歇泉盆地不遠。

作為地震活動相當頻繁的地區(qū)，黃石公園每年會發(fā)生1000-3000次地震，雖然大多數(shù)地震的震級很小，只有地震儀才能偵查到。但地震帶來的危險不容小視，因為它們有可能使火山中心的巖漿房破裂，造成巖漿外流。

為了建造巖漿房的影像，地震學(xué)家把穿透地面的地震波數(shù)據(jù)視為窗口，藉以透視地球深處并取得立體影像。通過測量地震波抵達地震儀所花的時間，就可算出巖漿房的大小。用這種方法地震學(xué)家測出，黃石公園巖漿房系統(tǒng)的體積大約為2萬～2.5萬立方千米，長約80千米，寬40千米，深8千米。這意味著黃石公園地下的巖漿量遠多于超級火山爆發(fā)所需要的數(shù)量?，F(xiàn)在的問題是，這里的超級火山究竟何時會噴發(fā)?

相關(guān)鏈接

知名超級火山知多少

目前，地球上最具代表性的四大超級火山包括:美國黃石火山、新西蘭陶波火山、印尼蘇門答臘多峇火山和希臘桑托里尼火山。

1 黃石超級火山，位于美國黃石公園正下方，很久之前噴發(fā)過，地殼至今仍不穩(wěn)定。如果黃石公園超級火山爆發(fā)，3-4天后，大量的火山灰就會跨過大洋到達歐洲大陸。模擬預(yù)示，美國3/4的國土將受到影響。最大的危險在方圓1000千米的地區(qū)內(nèi)，這里90%的人口無法幸免于難。美國的東海岸也會覆蓋上1厘米厚的火山灰。

2 陶波超級火山，位于新西蘭。除非你事先知道，否則你不會把陶波湖看成火山。陶波湖是兩萬年前巨大火山噴發(fā)形成的，其本身就是一個巨大的火山口。

看上去很平靜的陶波湖，其實有著不同凡響的歷史。在過去的2.5萬年里，它爆發(fā)過28次，最后一次是在2000年前。這一次是過去5000年，人類所見的最劇烈的一次火山噴發(fā)。它使相距半個地球之遠的地中海氣候乃至中國的氣候變冷，并且使火山微粒落到格陵蘭島的冰蓋上面。

3 多峇超級火山，位于印度尼西亞蘇門答臘島。它是世界最大的超級火山，在貫穿蘇門答臘中部的斷層線上?？茖W(xué)家推測，在上一次火山噴發(fā)中，它們造成了將近6-10年的火山冬天，人類遭遇了進化史中的一次大的瓶頸期，幾乎滅亡殆盡，只剩下1萬人。多峇超級火山爆發(fā)后，地球進入了人類史前最后一個冰河時期，幸存的人類可能遷往了非洲。當然這一理論目前依然存在著一些爭論，不過超級火山大爆發(fā)造成人類大量死亡的事實卻不容否認。

4 桑托里尼超級火山，位于希臘?！耙话胧呛Ｋ?，一半是火焰”，這就是桑托里尼島前世的壯觀景象。該島實際上是座海中火山，3000多年前，它曾有一次劇烈噴發(fā)。在那次火山大爆發(fā)中，火山將島嶼的一半埋在水里，一半拔海而起，成為了懸崖島嶼。據(jù)說這里5000年前就有高度文明，2000多年前柏拉圖在《對話錄》中首次提及這個盛產(chǎn)黃金和白銀的大陸。這一文明滅亡的原因，就被推測是火山爆發(fā)，以及因火山噴發(fā)引發(fā)的地震和海嘯。甚至有科研人員推測，《圣經(jīng)·出埃及記》中大部分的事件都可由公元前十六世紀桑托里尼島的一場火山大爆發(fā)來解釋。這場火山爆發(fā)的威力約為核彈的1000倍。

除了這四個較為知名的超級火山外，其他超級火山包括加州東部的長谷火山以及日本、印尼和南美大型破火山口的火山。