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气候变暖致冰川加速融化,地壳失衡或引发火山活动

创作时间:
2025-01-22 08:39:19
作者:
@小白创作中心

气候变暖致冰川加速融化,地壳失衡或引发火山活动

全球气候变暖是否会导致火山爆发?这是一个令人深思的问题。近期,汤加火山的爆发引发了全球关注,也让人们开始思考气候变化与地质活动之间的关系。本文将从地质学的角度,深入探讨全球气候变暖如何影响地壳平衡,进而引发火山爆发。

汤加依然失联,在这种焦虑中,很多人在思考,全球气候变暖会不会引发火山爆发呢?而很多科学家的研究结论是,全球气候变暖确实会引发火山爆发。

要理解全球气候变暖为什么会引发火山爆发,首先要理解火山爆发产生的原理。火山喷发是地壳运动的一种表现形式,也是地球内部热能在地表的一种最强烈显示,是岩浆等喷出物在短时间内从火山口向地表的释放。岩浆中含有大量挥发成分,其上覆岩层的围压使这些挥发成分溶解在岩浆中无法溢出。当岩浆上升靠近地表时,压力减小,挥发分急剧被释放出来,于是形成火山喷发。

从地质学理论上来看,是地壳运动的不平衡导致了地壳板块之间的碰撞,引发了火山爆发。地壳均衡是描述地壳状态和运动的地质学基本理论,它阐明地壳的各个地块趋于静力平衡的原理。地壳均衡理论认为,只有在大地水准面以下某一深度处具有相等压力,如大地水准面之上的海洋(或山脉)的质量过剩能够由大地水准面之下的质量不足来补偿,地壳才能处于平衡状态。如果大地水准面以上的物质分布发生改变,就会导致地壳压力不均衡,从而引发火山爆发,或者地震。

地球的结构从外向里,分别是地壳、地幔和地核。其中,地壳和地幔顶部是由花岗质岩、玄武质岩和超基性岩组成的岩石圈,厚60~120千米。地球表面的地壳并不是铁板一块,而是分裂成许多块,这些大块岩石称为板块。在地幔上部还有一部分是软流层,它位于岩石圈的下方,温度是在1300摄氏度左右,压强达到了3万个大气压,已接近岩石的熔点,因此,这里的物质呈现半黏稠状态,是岩浆的发源地。

根据板块构造学说,地壳分为两种,一种是大陆地壳,一种是大洋地壳。大陆地壳覆盖地球表面的45%,主要存在于大陆、大陆边缘海以及较小的浅海;大洋地壳是分布于大洋盆地之下的地壳。从地壳厚度上看,大陆地壳一般要厚于大洋地壳,大陆地壳厚度平均为33千米,受重力均衡作用控制,在高山区陆壳下部存在山根,所以地壳厚度增大;大洋地壳较薄,平均6千米。从地壳组成结构上看,大洋地壳与大陆地壳有根本区别,大洋地壳的结构比大陆地壳更为均一,自上而下,系由沉积层和硅镁层(5~6km)组成,平均密度为3.0克/厘米3;而大陆地壳的化学组成以硅铝质为主,可分为两大类岩石:一类是地壳上部的相对未变形的沉积岩或火山岩堆积,另一类是已经变形变质的沉积岩、火成岩和变质岩带。后者构成地球表面的山脉,前者多在地壳表层的盆地及其边缘。

大陆地壳板块和大洋地壳板块的交界处,密度和厚度都有差异,导致地壳容易形成不均衡状态,因此是岩石圈最薄弱的地方。软流层之间会有热对流作用,这就会使已经达到均衡的板块发生移动。板块之间因为地壳物质质量或者承受重量发生变化,就会发生挤压或者分离,软流层的岩浆就会突破岩石圈,喷发出来,以改变现有的压力分布,形成地壳压力新的平衡。这就是火山喷发。

全球气候变暖导致了陆地上冰川的融化加快,使大陆板块承受的压力减轻。这些大陆冰川融化后形成水,最后都汇聚流入了海洋,导致了海平面上升,也导致了海洋板块承受的压力增大。这就导致了地壳压力的不均衡,因此,就会引发更多的火山爆发,通过岩浆的喷发调整地球大陆板块和大洋板块之间的压力,以实现新的地壳平衡。

全球气候变化导致的各种灾害之间还互相作用,加大了灾害发生的频率和损害程度。例如,全球气候变化导致了澳大利亚的极度高温,引发了2019-2020年澳大利亚丛林大火,这场大火连续烧了210天,燃烧了足足400公顷,使得113种动物物种处于危险境地,有超30亿只动物在大火中丧生。

澳大利亚大火排放二氧化碳约4亿吨,使得南极气温首次突破20摄氏度。高温让冰川快速融化,融化的冰雪流入大海,导致地壳的质量在海陆之间重新分配,而这种地壳上的质量重新分配破坏了原有的地壳和地幔的重力平衡。为了达到新的平衡状态,地壳必须重新调整它的质量分配,而这种调整,必然导致剧烈的板块运动,从而引发强烈的地震或火山爆发。

所以,火山爆发其实是地壳通过喷射出岩浆而进行的释放压力的过程。全球变暖能够引发火山爆发或者地震等地质灾难,是因为气候变化可以通过冰川融化、洪水、森林大火等,大规模地改变地球表面物质的分布。例如,融化的冰川和上升的海平面改变了水体的分布,这种改变破坏了原有的地壳压力平衡,导致地壳处于不均衡状态,进而引发了地裂、地震和火山爆发。因为地球需要通过这些激烈的地壳运动来释放压力,形成新的平衡。

很多地质学教授的研究显示,全球变暖使格陵兰冰盖加速融化,海水增加导致海平面上升,这种地球巨量的物质转化破坏了原有的地壳重力均衡,引发了强烈地壳重新构造运动。很多学者认为,这是目前环太平洋地震带和火山带活动频繁的原因。

2010年,联合国环境规划署发布了一份名为《高山冰川和气候变化对人类生计和适应的挑战》的报告,对全球主要冰川近年来的融化速度进行了排序。联合国环境规划署表示,因为气候变暖、冰川融化,过去150年来地球上的冰川面积一直在缩减,但自20世纪80年代以来,这种变化的速度显著加快了。北极、欧洲、亚洲高山地区、美国西北部、加拿大、安第斯山区和巴塔哥尼亚地区的冰川都在融化,甚至在庞大的兴都库什-喜马拉雅山区,大多数冰川也在缩小,其中南美洲和阿拉斯加地区的冰川融化速度最快。

于是科学家们将这期间发生的地震和火山爆发的时间及地点全部用表格的形式列出来,并在地图上标注。结果发现,这些地震和火山爆发的统计学特征非常明显,发生的地点具有明显的洲际差别,大部分都发生在美洲和亚洲。美洲、亚洲与欧洲、非洲、大洋洲的最大区别是具有高耸的山峦和广袤庞大的山地冰川,并且是冰川融化最强烈的地方。

学者们认为,统计学证据表明,气候变暖导致的冰川剧烈融化、海平面上升,打破了原有的大陆板块和大洋板块的重力均衡,引发了地壳构造运动,使环太平洋地震火山带活动强烈。

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