1815年,印尼坦博拉火山噴發引發次年北半球的降溫,這一名為「無夏之年」的事件被永遠記載在人類災難歷史之中。當時,全球降溫幅度在0.4℃—0.7℃之間,但世界的這一溫度變化幅度,卻只是黃石超級火山噴發後果的1/20甚至更少,根據科學家計算,黃石超級火山噴發將導致全球降溫12℃—15℃。
失去12℃—15℃,人類失去的又何止是一個夏天,或者說,人類還能剩下什麼呢?
200多年前,坦博拉火山噴發將當時的世界帶入一個前所未有的「火山冬天」,從人類身上搜走的不僅僅是糧食、飲水和安穩的生活。它甚至成為眾多歷史事件的導火索。命運有時就是奇妙,結局永遠出人意料。
可以肯定是,黃石所造成的後果只有過之、絕無不及,那個世界,人們可能會將其命名為「黑暗世紀」。
猛烈的噴發終於過去,但科學家卻相信之後的全球降溫才是災難重頭戲。
黃石超級火山爆發的降落灰層,會釋放出大量的硫磺,硫化物一路爬升到我們能見到最高的雲上方的同溫層,與空氣中的水分子混合,生成液態的硫酸微粒,那裡沒有雲或水可以使它們下降,它們會經年累月地留在那裡。這些微粒聚集在一起形成反光層,使天空呈現出刺眼的光亮,同時將太陽光散射回太空。地表因得不到太陽光的照射逐漸變冷,地球最終被拖入漫長的冰期,由此形成了「火山嚴冬」。
英國氣象局的最新模擬實驗也顯示,在黃石超級火山爆發後,全球溫度將急速下降,造成非常嚴重的冷卻效應。在歐洲和美國的高緯度地區,溫度可能下降12度,實際上這代表至少有兩三年的時間地球上幾乎全年積雪,更為驚人的是,熱帶地區溫度降幅將高達15度——熱帶植物不具備抗寒性,在這種氣候條件之下,植物的生長季節縮短甚至枯萎——「沒有陽光,植物和動物會慢慢開始死去,到時候會出現饑荒,饑荒會引發疾病,就像是導致恐龍滅絕的那場大災難一樣。」
專家預測這樣的寒冷氣候會持續6—10年,然後才逐漸恢復正常。
1.魔鬼暴怒四季重寫
人類歷史上有過無數次的火山噴發,但不是每一次噴發都會引起全球降溫。離現在最近的一次火山噴發導致降溫是1991年菲律賓呂宋島的皮納圖博火山噴發,該火山在20世紀的火山爆發中位列第二,爆發指數達到6級。
那年6月9日,經過600多年沉寂,海拔1436米的皮納圖博火山突然猛烈噴發,爆發削去了其原本高300米的火山頭,形成一個直徑2.4千米的新火山口。灰、沙石、各類氣體直衝雲霄,20多萬人因此背井離鄉,四處飛揚的火山灰使得30萬公頃的農田顆粒無收,7萬多公頃森林毀於一旦。當時正逢熱帶風暴,火山灰一路飄散,甚至遠落在印度尼西亞、馬來西亞、新加坡、泰國以及中國的海南省和福建省。
此次火山向大氣中噴發了2000萬噸的二氧化硫。大氣中的火山灰遮擋住陽光,從而使地球溫度下降,全球在3年裡溫度降低了0.5攝氏度。
由於距離現在最近,1990年代初人類對於氣候問題也已經開始了系統研究,所以皮納圖博火山爆發對氣候的影響被研究的最為充分,也為火山爆發對氣候的影響方面的研究提供了大量的一手資料。再向前追溯,1883年印度尼西亞科拉卡托阿火山爆發,導致北半球平均溫度下降0.3攝氏度,那次噴發導致數千人死亡,整座島嶼的2/3變成粉末,大洋海底被徹底改變。在這次爆發中間,1912年美國阿拉斯加卡特邁火山的爆發,導致北半球平均溫度下降0.4攝氏度。
從歷史上來看,要對全球平均氣溫產生明顯的影響,至少需要有量級達到6級的火山爆發。1980年美國華盛頓州的聖海倫火山爆發,1982年墨西哥欽奇納爾火山爆發,都是5級的火山爆發,當時均未觀察到對全球平均氣溫的影響。包括2010年初影響全世界的冰島埃亞菲亞德拉火山爆發,級別在4級或者以下,按理也不會對全球氣候產生明顯影響。
德國漢堡馬普研究院的科學家曾經根據7.5萬年前印尼多巴超級火山噴出的超過20億噸的浮質,計算模擬出:黃石公園超級火山爆發的全球效應——這些浮質只要三星期就能形成環繞地球的硫磺罩,它們的密度很高,足以引發規模前所未見的全球降溫,降溫幅度將高達15℃。
我們知道了印尼多巴超級火山所引發的降溫差一點「扼殺」了全人類,那麼,黃石超級火山噴發引發的降溫會帶來什麼後果呢?
在人類信史中,輔解上述問題,最接近的例子應該是1815年印尼的坦博拉火山噴發,雖然當年僅僅產生0.4℃—0.7℃降溫,但這次變故正如多米諾骨牌一樣,最終引發了一場改變歷史進程的社會動亂。
未發威的幽靈
2004年,一支由美國和印度尼西亞科學家組成的考察隊發現了一個埋葬於火山灰下的「王國」——坦博拉城。考察隊隊長羅得島大學的教授哈拉迪爾·西於爾茲松自1986年就開始研究坦博拉火山的情況,他說:「坦博拉火山在1815年曾經有過一次巨大的噴發。坦博拉城的發現,正是首次顯示了當時坦博拉上萬居民如何在瞬間遭遇滅頂之災。」
史料記載:1815年4月10日和11日,印度尼西亞坦博拉火山猛烈爆發,升起三團火柱,後併合為一團,高達16—32千米,整座大山都成為「火的洪流」。大約8時起,一塊塊20厘米見方的浮石開始像暴雨似地滾下,隨後火熱的火山碎屑瀑布似地從山上瀉了下來,掉入半島四周的海中,將整個坦博拉村掩埋在下面。到第二天4月11日黃昏,還能聽到爆破聲。火山灰一直擴散到爪哇西部和蘇拉威西南部,遠在巴塔維亞也能聞到濃重的火山的「氮氣」,沉重的火山灰持續降落,直到4月17日,才基本停息。
坦博拉火山附近的國家——別加特、桑加爾、捷姆波薄和比馬的大部分地區的,火山灰落了1米之厚。距離坦博拉3千米處的住宅及其他建築被厚厚的火山灰壓垮。在火山口40千米以外的地方,火山灰足有13米厚。
著名的比利時火山專家哈倫·塔奇耶夫在《面對魔鬼》一書中寫道:「假如如此大量的火山灰和石塊噴射在巴黎,那巴黎將會聳起高達1000米的墳丘」。
當時火山爆發形成的煙柱噴發物質總量達到170萬噸,噴發的聲音在2600千米以外都可以聽到(北京和澳門的距離大約為2300多千米)。在方圓600千米範圍內(上海到南京的距離也只有300多千米),火山灰足夠遮蔽陽光,足足有兩天的時間天昏地暗。
煙霧漸漸消散後,坦博拉山重新在被它傷害的人類面前出現,不過這個原先身長4100米的「高個子」,爆發後已經不足2850米,整整失去了1000多米。這次火山噴發也形成了一個巨大的火山口——直徑約7000米、深度約700米,在這個大土坑中可以放進不止一個埃菲爾鐵塔。
火山噴發持續十幾天,噴發產生的能量足足相當於20萬個原子彈爆炸的能量,直接導致印度尼西亞1萬多人死亡。噴發甚至還導致了馬比灣一個中等規模的海嘯,海浪高達4米,至少4000人死於海嘯。火山灰遍及印度尼西亞全境,導致農業隨即減產、產生饑荒,總死亡人數不低於7萬,也有科學研究稱是9萬。
坦博拉火山噴發不僅震驚了整個印度尼西亞群島,微小的火山灰所形成的一片煙雲也逐漸在地球上空擴散開來,並在空中滯留了兩年之久。因為火山灰在大氣層中需要時間流動,所以並沒有立刻影響附近地區的氣候,「壞消息」直到1816年才顯現出來。
沒日光的白晝
坦博拉火山爆發所形成的瀰漫於地球同溫層的灰幔,在三個月內就從赤道偏南的印度尼西亞逐漸蔓延到英國上空。
那時,天空總是出現很詭異的顏色。1815年秋季,英國人常常能夠看到持續時間很長的暗紅色的黃昏和黎明。1816年6月9日和10日發生了月蝕,儘管在伊普斯威奇、倫敦和德累斯頓的觀測條件毫無阻礙,但人們發現整個月亮完全消失了;而在往常,由於大氣層折射和散射陽光的作用,月亮在月蝕期間也能顯現出微弱的暗紅色光亮。1817年9月19日日落後3小時,正在英國訪問的法國天文學家杜賓在格拉斯哥天文台觀察極光時發現,儘管人們頭頂上的天空晴朗無雲,天空下半部卻莫名奇妙地呈現為一片朦朧,通常用肉眼就能觀察到的星星,這時要費力搜尋才能看到。
在1816年的春季和夏季,美國有報道說美國東北部出現了持續不斷、連風雨都無法驅散的「干霧」。紐約報紙當時報道「這種干霧使太陽光急劇變紅並減弱,以至於用肉眼就能看見太陽黑子」。
來自紐約國家航空和航天局戈達德宇宙研究所的理查德·斯多熱斯在1984年6月15日的《科學》雜誌上撰文對當時人們感性的認識給出了數據性說法。他計算出,1815年9月,北緯地區陽光減弱,最高係數只有正常陽光的25%。到1816年夏季,這一係數仍然只有正常光照的40%。
火山煙雲造成的影響最先見諸於太陽、月亮和星辰等天文異象,不久,北半球乃至整個地球都開始感受到氣候的急速轉變。
凍死人的夏天
一份保存至今的美國民間日記這樣記錄:
1816年1月很溫和,東北部的大多數人家早早就熄滅了取暖的爐火。雖偶爾春寒料峭,但多數時間也是溫暖而明媚的。2月也不冷,零星幾日比1月冷,但尚屬正常。3月1日到6日一直颳風,4月隨著白天越來越長,氣溫卻變得寒冷了。東北部大多數地區下了凍雨,積雪一直沒過腳面。牧羊人發現綿羊凍死在了草場上,沒人見過這麼寒冷的春天。5月的第一天就像冬天一樣,天空中飄起了雪花和冰屑,柔嫩的花蕾凍死了,水塘和河裡結了1厘米多的冰,地裡新種的莊稼經受著酷寒的蹂躪。6月的寒冷是這個緯度從來沒有經歷過的。農夫們穿著厚外套,戴著手套在田間忙碌,盡力挽救殘存的莊稼。
新罕布什爾州的一位88歲的名叫愛德華的醫生,同時也是氣象學和天文學愛好者,他詳細記載天氣情況有80年之久,但也從未見過這麼怪異的天氣。
1816年的6月7日,愛德華醫生在自己的日記裡寫道:「天氣極其寒冷,土地凍得堅硬,風雪呼嘯了一天,在中午的暗影處,冰柱有6厘米那麼長。」位於馬薩諸塞州的一位醫生6月12日時也寫道:「自從進入6月以來人們對氣候的抱怨越來越厲害。到處是可怕的乾旱和奇怪的溫和西北風。」
6月17日早晨氣溫下降到零度以下,佛蒙特市附近的一個農夫有很大一塊玉米田,這幾天晚上他都在田里燃起篝火,和家人輪流看守不讓火熄滅,以免玉米凍死。
7月伴隨著冰雪而來,新英格蘭地區,紐約和賓夕法尼亞州部分地方覆蓋上了一層厚玻璃似的冰雪,部分地區溫度時而超過35℃,但是數小時內又會下降接近0℃。那些勉強熬過了5月、6月寒冷的玉米在7月的冰雪裡還是免不了一死。更令人意想不到的是,最嚴重的還是8月,幾乎所有綠色的植物都冰封在霜降之下。
這一年的新英格蘭只有一點收成,糧食極度匱乏。這個怪夏天被生動地保存在一首民間的歌謠裡:樹木沒有一片葉子,山脈光禿禿,田野愁眉苦臉,山崗陰鬱,枝梗枯槁,從沒出現過這樣的年頭。
當然,夏季氣溫也有回歸正常的時刻,6月17日到8月17日的天氣還不錯,蔬菜生長起來,部分緩和了饑荒,愛德華醫生這樣精細的氣候記錄者也樂觀地認為前景將比之前預測的要好。
但是寒冷再次降臨,在8月21日,愛德華用凍得僵硬的手記下:「霜凍和冰雪凍死了地裡所有的豆類和穀物,田里空空如也,像10月一樣一片雪白。」
這一天破壞性的霜降從加拿大南部蔓延到北卡羅來納州,9月11日寒流再次來襲,人們穿上了12月才穿的衣服。在隨之而來的冬季,溫度甚至下降到零下32℃,上紐約港結了厚厚的冰層,馬拉雪橇可以輕鬆地穿越巴特米爾克海峽從布魯克林直達附近的總督島。
此時,美國的鄰居加拿大也同樣在遭受「無夏之年」的折磨。6月初時,白天溫度升到攝氏26.6度。但到6月5日,哈德遜灣刮起一股強烈的冷風,掃過聖羅稜期谷,直吹新英格蘭。豪雨夾在強風中傾盆而降,下了一個下午和整個晚上,氣溫也跟著不斷降低。第二天早上,氣溫只有攝氏4.5度,又因為下起雪來,溫度繼續下降。維豪特州本寧敦市的雪由天剛亮一直下到午後3時。風雪過後,加拿大魁北克市積雪30厘米,而新英格蘭許多地方積雪也有15厘米厚。一個農夫在日記上說:「從沒見過這樣陰暗反常的天氣。」