地火劫：火山的那些“殺手锏”

索何夫 李智宇

作為一顆內(nèi)核包含了大量不斷衰變放熱的放射性元素，并有著火熱“心臟”的行星——地球歷來是不平靜的，大大小小的火山不定期地對外宣泄著這顆古老星球深處的怒火。哪怕經(jīng)歷了數(shù)十億年的時(shí)光，地球的“脈搏”仍然充滿了活力。由于只會發(fā)生在相對固定的區(qū)域，火山對世界上大多數(shù)人而言陌生又恐懼，那火山的“殺手锏”，到底有哪些呢？

說起火山，絕大多數(shù)人首先想到的肯定是翻滾冒泡、散發(fā)著暗紅色光芒的熔巖，也會習(xí)慣性地認(rèn)為，火山的“大殺器”就是滾燙的熔巖。然而，事實(shí)卻并非如此。

雖然火山熔巖的溫度通常在800～1500℃之間，輕而易舉地就能將人燒成灰燼，不過對于任何擁有正常活動能力的人而言，要避免這種結(jié)局并不是件難事：盡管火山熔巖流“無堅(jiān)不摧”，卻是徹頭徹尾的“龜速”。根據(jù)熔巖成分的差異，其黏度會在一定程度上影響流速，而大多數(shù)熔巖流的速度都只有5～10千米/小時(shí)，與人類的步行速度相當(dāng)，有些甚至更慢。只要還能走得動路而且不打算送死的人，就肯定能避開它。而熔巖所破壞的，通常是那些一時(shí)間無法轉(zhuǎn)移的固定資產(chǎn)，比如正好途徑的農(nóng)田、林地、居民區(qū)等。除此之外，熔巖流也可能引發(fā)次生火災(zāi)。

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2021年在世界范圍內(nèi)爆發(fā)了多次火山活動，如埃特納火山、日本的櫻島火山、五月的尼拉貢戈火山等。

在電影《侏羅紀(jì)世界2》里，男主角在火山熔巖流前逃生的橋段，形象地表現(xiàn)了熔巖的速度有多么緩慢。

冰島火山爆發(fā)時(shí)，大量冰島人前去參觀，一點(diǎn)兒也沒有緊張感。（圖片來源：人民視覺）

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羅馬歷史學(xué)家小普林尼于公元79年目睹了維蘇威火山噴發(fā)之后，對火山爆發(fā)的類型進(jìn)行了比較。普林尼式火山噴發(fā)以這位歷史學(xué)家的名字命名。

而火山造成的大規(guī)模傷亡，幾乎全都是在猛烈的中心式噴發(fā)中由大量噴出的火山氣體和火山彈造成的。在地殼下，高溫高壓的熔巖往往含有大量的揮發(fā)性氣體，其中包括了相當(dāng)數(shù)量的水汽、甲烷和二氧化碳，以及揮發(fā)的礦物。尤其是各種各樣的氣態(tài)硫化物，比如二氧化硫和硫化氫。在壓力巨大的情況下，被高度壓縮的高溫火山氣體往往會以驚人之勢沖出火山口，甚至索性掀開一部分火山錐，形成一道毀滅一切的“死亡鋒刃”。

火山氣體一手包辦了絕大多數(shù)由火山爆發(fā)直接導(dǎo)致的人員傷亡。一次典型的普林尼式火山爆發(fā)所創(chuàng)造出的火山氣體可以引發(fā)覆蓋數(shù)百乃至上千平方公里的火山碎屑流，其推進(jìn)速度可以達(dá)到120～200千米/小時(shí)，而剛爆發(fā)時(shí)的初始速度甚至可以超過500千米/小時(shí)，是大多數(shù)熔巖流速度的數(shù)十倍之多，幾乎無法逃避。

這些動輒上千攝氏度、且攜帶著強(qiáng)大動能的危險(xiǎn)氣體流，足以將所經(jīng)之處的任何活物焚燒殆盡，而被裹挾其中的大量火山碎屑——通常來自崩碎的火山山體、火山灰、凝固的火山巖，以及其他在半路上被裹挾進(jìn)去的固態(tài)物質(zhì)——則會充當(dāng)“彈片”的角色，進(jìn)一步增加破壞力。除此之外，火山氣體本身的毒性（尤其是各種含硫化合物）也能使其成為不折不扣的超級化學(xué)武器。即便避開了火山碎屑流的鋒面，周圍的人仍然可能因?yàn)橹卸净蛘呷毖踔舷⒍鴨拭?/p>

正因如此，一座普林尼式/超普林尼式火山能夠制造的破壞是極大的，尤其是在其周圍恰好有密集人口居住時(shí)。作為第一座被詳細(xì)觀察的普林尼式火山，公元79年的維蘇威火山爆發(fā)一舉夷平了龐貝和赫庫蘭尼姆，直接造成了數(shù)萬人死亡，整座被火山灰埋葬的城市由此成為羅馬鼎盛時(shí)期的“標(biāo)本”。更大規(guī)模的超普林尼式火山的毀滅性則更加駭人：印度尼西亞的喀拉喀托和坦博拉火山爆發(fā)時(shí)的火山碎屑流甚至在上百公里之外仍然留下了相當(dāng)數(shù)量的致死記錄。其中，喀拉喀托火山直接被炸飛了整個(gè)山頂，在噴發(fā)結(jié)束后，其高度下降了三分之一以上。

除此之外，被拋入空中的熔巖和半熔融物質(zhì)在凝固后，也會形成鋪天蓋地的巖石“暴雨”。在重力加速度的加持之下，這些形狀五花八門、大小不一的火山彈可以飛到很遠(yuǎn)的地方，并對地面的人員、牲畜和建筑物造成威脅，在龐貝和馬提尼克，都有海上船只被火山彈重創(chuàng)的記錄。由于內(nèi)部充滿氣泡，許多火山彈會形成比水的密度更低的“浮石”，在沿海的火山噴發(fā)結(jié)束后，海水中往往能發(fā)現(xiàn)大量的火山彈。

另外，在火山活動開始變得活躍時(shí)，地震經(jīng)常也會如約而至。雖然地震活動本身會造成一定的破壞，但也能起到一定程度的示警作用——因?yàn)榈卣鸲鴱幕鹕街苓呥w走的人群，往往可以避開那些更加致命的打擊。

在20世紀(jì)初，古文明研究者注意到，公元前1600年左右似乎是個(gè)非常關(guān)鍵的年代。在不到一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，全球文明版圖發(fā)生了翻天覆地的變化：古老的克里特文明落入暗影;印度河流域的哈拉帕文明也進(jìn)入了衰退期;在東亞，盤踞在洛陽平原的中原部落同盟被東方崛起的商族擊敗;而在尼羅河三角洲，喜克索斯人和其他亞洲游牧民族一往無前，擊潰了中王國時(shí)代的埃及……在最初，這些劇變被認(rèn)為是一系列孤立的事件，但最終，歷史學(xué)家們找到了一項(xiàng)關(guān)鍵的線索：在這一時(shí)期，全球各地都發(fā)生了顯著的氣候異常現(xiàn)象。更準(zhǔn)確地說，是干旱與寒冷重創(chuàng)了古老的文明，并驅(qū)使著亞歐大陸草原上的游牧民族涌向了他們的土地。而導(dǎo)致這場氣候劇變的源頭，極有可能是在這一時(shí)期噴發(fā)的克里特火山。

雖然和整個(gè)地球的規(guī)模相比，一座火山似乎有些微不足道。但上億噸火山灰一旦在噴發(fā)中被送入大氣層，其后續(xù)影響就非?？捎^了。1815年，印度尼西亞的坦博拉火山爆發(fā)，火山塵埃騰起到了超過40千米的高空，并迅速被大氣環(huán)流送往全球各地。在接下來的一年多時(shí)間里，這些火山灰阻擋住了很大一部分陽光，讓太陽看上去像是一只昏暗的紅色獨(dú)眼。在1816年，全世界的夏天不約而同地“消失”了：整個(gè)北半球的農(nóng)業(yè)發(fā)生了普遍的嚴(yán)重歉收①，北緯30～40度之間的區(qū)域中，在當(dāng)年六月記錄到多次降雪。事后的計(jì)算表明，被火山拋入空中的巖石與火山灰居然多達(dá)170立方千米。在火山西北1000千米之外，地表落下的火山灰仍有數(shù)厘米之深！

雖然奪走了一整個(gè)夏天，并引發(fā)了持續(xù)數(shù)年的經(jīng)濟(jì)衰退和作物歉收的坦博拉火山算是個(gè)“大家伙”，但以火山噴發(fā)指數(shù)衡量，它的級別不過勉強(qiáng)達(dá)到了VEI-7。從理論上講，一座真正的超級火山的爆發(fā)足以讓地球在數(shù)十年中陷入漫長的寒冬——這對于人類文明而言將是致命的。

①歉收

指農(nóng)作物、果品或水產(chǎn)品產(chǎn)量低。

印尼火山釋放的濃煙和火山灰高達(dá)5千米。（圖片來源：人民視覺）

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火山爆發(fā)指數(shù)（Volcanic Explosivity Index，簡稱VEI）是1982年美國地質(zhì)調(diào)查局的紐豪爾教授和夏威夷大學(xué)馬諾阿分校的斯蒂芬·塞爾夫提出的量表，以噴出物體積、火山云和定性觀測用來量度火山爆發(fā)的強(qiáng)烈程度。非爆炸性噴發(fā)強(qiáng)度為0級，指數(shù)每增1級表示火山爆發(fā)威力大10倍。歷史上最大型的火山爆發(fā)強(qiáng)度為9級。

在美國懷俄明州的黃石超級火山群，以及新西蘭北部的陶波火山，都有能把世界攪個(gè)天翻地覆的巨無霸。作為火山中的大塊頭，這些巨大的火山平時(shí)通常都“真人不露相”，極少“動真格的”。超級火山要攢足一波“怒氣”，多半需要數(shù)萬甚至是數(shù)十萬年的時(shí)間。也正是多虧了這點(diǎn)，我們才不必時(shí)時(shí)刻刻都在它們的陰影下惶惶不可終日。

黃石超級火山群

即便如此，這些巨型火山的存在，仍然是懸掛在整個(gè)人類文明頭頂上的一柄達(dá)摩克利斯之劍——一旦它們從沉眠中蘇醒，整個(gè)地球生物圈都將實(shí)打?qū)嵉孛媾R它們的可怕怒火。希望未來的人們能通過必要的技術(shù)和知識去化解這些大家伙的威脅，而不是只能無助地祈禱著它們繼續(xù)保持安靜。