汤加火山喷发对地球环境造成最大影响的物质,不是大家认为的二氧化硫或者二氧化碳,而是水气!
根据NASA气象卫星的监督,汤加火山往平流层输送了大量的水气,它们或将对未来的气候造成影响。
火山喷发
水气也就是我们常说的水蒸气,它在我们的生活中无处不在,但是为何水气会成为改变气候模式的罪魁祸首?
那么2022年全球热浪来袭是否和它有关?
火山口内
火山喷发的后果
火山喷发和地震一样是分了等级的,一共有8个等级。汤加海底火山喷发的等级在5到6级,释放的能量相当于8级以上的地震。
由于是海底火山,引发了巨大的海啸,让汤加这个国家直接被海啸淹没,与世界失联。
根据日本媒体的报道,海啸跨越了半个太平洋到达日本后还有1米高。
汤加海底火山的火山灰甚至突破了海水,直冲云霄,可见其爆发力有多强。
汤加火山喷发
火山对地球的影响不在于它喷出多少岩浆,而是在于它的火山灰。火山灰中布满了各种颗粒,它们尺寸各异,在空气中停留的时间也会有所不同。
火山灰中含有大量的气体,这其中影响最大的有两种。
火山喷发之后,会出现“无夏之年”,也就是当年的气温会降低。
这是因为最先占据大气的,是火山中的二氧化硫,二氧化硫会引发一种现象——冰室效应。
二氧化硫进入大气之后,会被氧化变成硫酸盐的气溶胶,它具有反射太阳光的能力,让地球接收的太阳能量变少。
火山喷发的威力
但是这些硫酸盐的气溶胶很快会在水蒸气的作用下落下来,另一种火山喷发的气体占据上风,那就是二氧化碳。
火山喷发之后,短时间内会出现气温下降,之后便会是长时间的变热、变干燥。
地球历史上曾经发生了最严重的火山爆发,距今约2.5亿年前,因为当时的陆地全部挤在了一起成为了盘古超大陆,造成了空前的火山活跃。
之后相继爆发了两场巨大的火山喷发,一次是位于今天峨眉山地区,另一次是位于今天西伯利亚地区。
二叠纪末大灭绝
一场超级灭绝拉开了序幕,这就是生物史上最惨烈的二叠纪末大灭绝。
整个生物界只剩下了大约5%的物种幸存下来。
二叠纪末大灭绝后,地球进入了有史以来最炎热、干旱的三叠纪,并且在三叠纪的前一千万年,整个盘古超大陆都死气沉沉的。
直到大约2.33亿年前,一场持续200万年的暴雨才拯救了地球。
由此可见,火山喷发之后,持续的全球变热才是主流。那么汤加火山向大气喷发多少气体呢?
干旱的三叠纪
喷发的水汽
美国NASA发射的Aura卫星带有微波临边探测仪,能够测量出大气中的各种气体、气溶胶的浓度。
它对汤加火山上空的大气进行了检测,结果出乎大家的意料,汤加火山喷出来最多的气体,竟然是水气。
这是自有火山监测以来,第一次出现这种情况,该项目的负责人路易斯·米兰表示,从来没有见过这种情况。
那么,汤加火山喷发,为何会喷出水气呢?
米兰认为,这或许与汤加火山在海底有关。
现实生活中的水气
海底火山和陆地火山不一样,它们喷出的气体需要经过海水,二氧化碳和二氧化硫都是溶于水的,并且这个溶解度会随着压强的增加而增大。
每下潜10米就增加一个大气压,在冲出来的过程中,有大量的气体溶于水中。
但是火山释放的能量让附近的海水温度上升,增加了水的蒸发,这才导致汤加海底火山喷出来的气体中,水气占据了很大部分。
这些水气在火山喷发的冲击力下,进入到了平流层,气象卫星Aura发现,平流层中的水气含量增加了大约10%。
海底火山喷发的水气
有人会很好奇,水气不就是水蒸气吗?
它对于环境又没有什么危害,反正最后也会变成雨水降落,进入平流层有什么好担心的呢?
或许大气的结构远比我们想象的复杂,水气也没有我们想象的那么无害。
大气层
平流层
我们所说的大气层主要分为5层,从内向外分别是:对流层、平流层、中间层、暖层以及逃逸层。
平流层距离地面10到50千米的范围内,原本的特点是没有云、极少量水气,更不会发生天气变化。
我们乘坐的飞机一般就是在平流层飞行,减少天气对飞机的影响。
在距离地面20到30千米的地方,会有一个薄薄的臭氧层,它夹杂在平流层的中间,起到吸收紫外线的作用。
大气层的结构
臭氧是三个氧原子组成的,很容易受到干扰,只要有自由基出现,那么三个氧原子组成的臭氧系统就会崩溃,变成氧气。
水会让平流层的氯气和溴变成自由基,破坏臭氧结构,瓦解臭氧层。
一般来说平流层是没有多少水气的,大气中90%的水蒸气都在对流层,因此绝大部分的天气变化也发生在这一层。
平流层
可是,汤加火山的喷发,直接将水气送入平流层,导致含量急剧增加,平流层瞬间多了1460亿公斤水,相当于5.8万个游泳池的水量。
这些水会停留在平流层很多年,持续与氯气、溴等发生反应形成自由基,破坏臭氧层。
臭氧层破坏后,地球的环境会发生巨大的变化。
飞机上看平流层
臭氧层被破坏后
臭氧层是地球保护自己的一道屏障,然而它不是地球的出厂原生装备。
臭氧的形成要追溯到26亿年前,地球上第一次出现游离氧气,之后数亿年的时间,逐渐形成的。
也正是因为有了臭氧,地球上的大部分生物不用再忍受太阳的直接辐射。
太阳的光里面,除了我们可以见到的光之外,还存在着不可见光,这其中具有危险的就是紫外线。
紫外线的波长比最短的可见光紫光还要短,但是频率非常高,因此具备强大的能量,被紫外线照射之后,细胞癌变的概率变大。人类的皮肤癌,就是紫外线引起的。
臭氧层保护地球
臭氧会和紫外线发生共振,从而吸收掉一部分能量,恰好这部分能量就是引发癌变的关键,于是它将进入地球的紫外线削弱了不少,否则地球上人人都会患上皮肤癌。
当然,臭氧的破坏也不单单是紫外线加剧,它也会让地球热起来。
紫外线是具有很高的能量的,臭氧层无力阻挡后,它会将太阳更多的能量带到地球上来。
加之地球现在本就很严重的温室效应,地球未来的气温恐怕会更上一层楼。
人类的防晒
果不其然,汤加海底火山爆发半年后,北半球迎来了100年来最热的夏季,英国、德国等地陆续出现热浪,气温超过了40℃。
美国的电视节目主持人去北极,结果热得她只能穿短袖。
哈佛大学大气化学教授詹姆斯·安德森,一直在研究水气对平流层的影响。
他发现,不只是汤加火山的这次喷发,全球变暖导致地球上的暴雨正在增加,这些暴雨在发生的时候,也会将大量的水气送至平流层。
火热的欧洲
可以说,现在对臭氧层伤害最大的,已经不是人类的氟利昂,而是这些看起来人畜无害的水气。
就在欧洲正陷入热浪之中时,韩国正在遭遇百年不遇的特大暴雨。
这场夏季大热很可能伴随冬季大冷,不少地区又会遭遇百年不遇的寒流。汤加火山的喷发的硝烟已经散去,但是它带来的影响还将继续。
韩国暴雨
喷发是一瞬间,但是它喷出的气体影响是几十年,甚至上百年。