今年冬天那么热,假如来一次大规模火山喷发,会更热还是更冷?

关于火山喷发对于全球气温影响可能存在两个极端,支持者认为火山喷发后大量尘埃将进入大气层,随着全球性的环流形成尘埃云遮挡阳光,因此在喷发后可能会形成小冰期,也就是大幅缓解温室效应!但有另一种观点认为火山喷发同时会有大量水蒸气进入大气层,而水蒸气具有极强的温室效应,因此会加剧温室效应!到底哪个比较靠谱?

明清小冰期的案例

小冰期指的是一些极冷气候年份,平均气温远低于其他时期,极端性气候增多,夏季旱涝交替出现,冬季一场寒冷,这在农耕为主的时代对社会的影响是毁灭性的!中国历史上总共出现过四次小冰期,分别是是:

第一次:商朝末年到西周初年

第二次:东汉末年三国到西晋

第三次:唐朝末年到五代以及北宋初年

第四次:明末清初

史料记载是明末清初最为完整,珠江三角洲这种现代下雪都很少光顾的区域也频繁降雪,江西的橘子经常遭遇冻害,这在当代几乎就不存在的事,而同期的西方因为科学的发展,随着伽利略第一个温度计的发明,对于温度的记载以及太阳黑子等多种记录,使得科学界第一次将小冰期与各种天象与地质活动联系起来研究,那么到底是什么原因诱发了小冰期呢?

△太阳黑子400年观测记录

本例从两个角度来考虑分析,分别是太阳黑子和地球本身的原因,前者会影响太阳辐射输出,后者会影响地球获得总辐射,从1600年到1750年间,太阳黑子数量急剧减少,甚至很多年间太阳都一片空白,没有任何黑子迹象!这是比较罕见的,比较好玩的是同期的明清小冰期最严重时间段刚好发生在此期间!

同期火山喷发记录

从火山喷发来看,这个时间节点比较能凑上,1600年2月9日秘鲁埃纳普蒂纳火山喷发规模空前,为其将近半个月的持续喷发中,将30立方公里的火山灰喷入了大气层,颗粒比较大的早早已经掉落在周围几十公里范围内,24小时内阿雷基帕的火山灰累积达0.25米,但更多的火山灰随着大气环流扩展全球,使得同年以及许多年以后都受到其严重影响!

受到火山影响,1601年是从公元1000年以来最寒冷的冬天,寒冷直接导致了1601-1603沙俄大饥荒,1601-1602年的爱沙尼亚和拉脱维亚都迎来了极度寒冷的冬天!纬度比较靠南的中国中原地区桃花则罕见晚开!

从这个层次来看,火山喷发降温是大概率的,而且有明清小冰期来站台,似乎说得过去!

二叠纪末期和三叠纪初期的灭绝事件参考

二叠纪·三叠纪灭绝事件大约发生于2.51亿年-2.50亿年前,与此年代接近的有一个地质史上第一的超大规模火山喷发事件,这是5亿年以来地球上最大规模的火山喷发,其喷出的熔岩大约覆盖了1/3个俄罗斯,约为700万平方公里,全球超过700万平方公里的国家没几个吧!

这座超级火山的遗迹现在都能找寻到,它被称为西伯利亚地盾火山,它的出现和地球内部熔岩循环的热柱有关,即形成太平洋底山脊的地幔热柱,远远不断的制造出新的大洋底部,从而推动整个地球板块运动,但这次很不幸,在西伯利亚大陆上露头了!

黄石公园火山下面也有一条热柱

火山喷发会有直接后果和间接后果,两者造成的作用完全不一样,有的甚至是相反的,首先我们来分析下直接后果:

大量火山灰:大量火山灰会回落,但有相当部分会以气溶胶的模式悬浮几年甚至几十年之久:阻挡阳光降温

大量高温岩浆:地球内核高温向大气层释放,提升整个地球温度:直接升温

大量水蒸气:火山喷发的气体中含有大量水蒸气:温室气体

大量二氧化碳:火山喷发中有大量二氧化碳:温室气体

大量其他酸性气体:比如二氧化硫等酸性气体:不是温室气体

间接影响的因素为:

二氧化碳气体:高温岩浆会点燃西伯利亚大平原上的各种植物以及煤矿甚至天然气与石油,将这些碳氢化合物统统转换成二氧化碳,据估计西伯利亚地盾火山向大气层排入的二氧化碳超过100万亿吨!据估计2020年因人类活动的碳排放大约是350亿吨。

大约是人类活动2857年所排出的二氧化碳,当然地盾火山也不是一天之内喷发的,这个持久的喷发给地球不断的盖上棉被,和其散发的热量形成的温室效应,直接导致了二叠纪和三叠纪之间90%的生物灭绝!

65万年来二氧化碳和间冰期之间的关系

二氧化碳比例和间冰期大致成比例关系,含量高的年份就是间冰期,低的年代就是冰川期,历史上这些时期是交替出现的,但我们现在正处在间冰期中最温暖的时期,但潜在的风险是温室效应可能会导致间冰期温度失控!

黄石公园火山会形成冰川期吗?

从这个角度来看,火山喷发还得看规模,小规模火山喷发可能会降温,但大规模火山喷发可能会导致严重的温室效应,黄石公园的火山算大吗?

火山口大致直径:55 x 72公里

这个规模不小了,当然比起地质史上动辄数百万平方公里的面积以来,这个4000平方公里简直小巫见大巫,不过它底下的岩浆柱威力也不小!

黄石公园火山口下部示意图

黄石公园火山历史上曾经发生过三次喷发,分别是:

210万年前的越桔梅岭喷发,喷出了2500立方千米的喷出物,

130万年前的亨利福克火山口喷发,喷出物为280立方千米,

64万年前的熔岩溪火山喷发,喷出物为1000立方千米,形成了现在黄石公园内的黄石火山口

这个规模不小,但在地质史上并不大,而根据地球冰川期变化周期来看,与黄石公园的火山喷发并无直接关系,因为此后黄石公园火山并没有再次喷发,但冰川期仍然发生!

关于全球变暖和变冷,哪个更靠谱?

更准确的说,间冰期与温室气体的排放的关系也并不绝对,因为它还和另一个因素相关,也就是地球在空间中的运行的位置与状态,比如地球自转轴和地球轨道的椭圆轨道变化!

地轴倾斜范围

地球在大约41,000年的周期内从倾斜22.1°缓慢的变化至24.5°并且再复原的一个转轴倾角变化,这是和轴向进动进动的地轴摆动是有区别的,那个只会造成季节变化,辐射分配上并不会剧烈变化,当转周倾角变化时,季节差异加剧,北半球和南半球的极夜周期增加,北回归线和南回归线之间的距离缩小,气候变化起伏加大,会促进冰河期的形成。

拱线进动

所有的天体公转轨道都是椭圆形,当长轴与短轴点与转轴进动变化巧合时,地球从太阳获得的辐射总的变化率尽管差异并不是太大,但某地获得辐射比例会大幅变化,这将造成南北极冰盖面积增加,从而反射更多的阳光造成恶性循环!

不过在这个全球降低碳排放的大趋势中说这话是不合时宜的,但这不是咱考虑的问题,我们的目的是将知识传播给大家,让更多的朋友了解全球气候变化影响的因素!