末次冰期大約開始於11萬年前,完結於9600—9700年前。在這段時間裡,地球上出現過幾次冰川的前進與消退,北美洲以及歐亞大陸被大片冰原所覆蓋。但是,大約1.7萬年前,地球氣候卻開始變暖,氣溫逐漸回升,兩極、北美和北歐的冰川漸漸消融,到了1.3萬年前,北美和北歐的冰雪已經融化了相當大一部分,海平面急速上升。
冰雪的融化使海平面在僅僅100年的時間裡就上升了15米多。這種變化對地殼內部的應力和張力產生影響,使火山活動頻繁發生。地球上有2/3的火山位於海邊,其餘的也都距海岸線不到240千米。從海底採集的火山灰層數據顯示:在過去的幾十萬年中,每1000年才會有一次火山爆發,而在海平面上升了15米之後,火山爆發的頻率增加到每350年一次,爆發頻率猛增了3倍。
冰島大學火山地質專家FreysteinnSigmundsson還原了1萬年前的冰島火山噴發圖,他認為那時冰島曾出現大規模的火山噴發,並且從氣候變化到火山活動增加之間的反應時間並不長。
因為冰島是最接近北極的地區,全境1/8被冰川覆蓋,當冰川融化時,海面上升嚴重破壞了地殼的重力均衡。「一些火山口都被冰層覆蓋,對這些火山來說,冰蓋融化會帶來巨大影響。」英國利茲大學地質學家卡羅琳娜·帕格裡表示。
也就是說,在遠古時代,大氣的巨幅升溫就曾和地質變化聯繫在一起。雖然目前說未來幾十年的氣候變化能夠導致類似的地質變化還沒有什麼根據,但是已經有足夠的證據說明必須嚴肅對待這種威脅了。
同時,這種氣候變化不僅對一般的火山有著重要的影響,對超級火山也有可能構成威脅。
由英國布里斯托爾大學教授史蒂夫·斯帕克斯領銜起草的英國地質學會報告稱,「超級火山」每5萬年噴發一次。第四紀冰期?拂與間冰期?髵的交替週期為10萬年。在冰期,海洋大約由100—200米厚的水層變為兩極2000米厚的冰蓋,由地殼均衡原理,兩極地殼將下沉700米,赤道洋殼將上升33—66米,赤道周長擴大200—400米,形成南北向赤道張裂和超級火山噴發;在間冰期情況相反,現在整個地球正處於一個相對溫暖的間冰期。
在冰川盛期和冰融盛期,海平面升降都將發生超級火山噴發,週期為冰期週期的一半,即5萬年。冰蓋的消長破壞了原有的地殼均衡,引發強烈的構造活動:地震火山活動頻發。
吉林大學從事全球氣候變化研究的楊學祥教授認為,從公元前398年到公元538年是全球氣候由最冷時期轉變到最暖時期,與現在我們處於的時期極為相似。全球變暖導致冰川融化和海平面上升,海洋地殼均衡下沉,擠壓地下流體湧入大陸地殼之下,迫使大陸邊緣地殼上升和開裂,形成猛烈的火山噴發活動和地震活動。龐貝城在公元62年2月15日遭受了一次強烈地震,17年後,在公元79年8月24日被維蘇威火山噴發所毀滅。此後,維蘇威火山又於公元203年、305年、472年、512年等多次爆發。證明這一時期為地震火山活躍時期。
美國北卡羅來納州立大學的火山專家阿蘭·格拉比尼爾也表示,當他發現加州海岸的氣候變化與火山活動之間有關時,一開始還有些懷疑。可是,他到圖書館查閱資料進行研究後發現,在世界許多地方,特別是地中海地區,氣候變化與火山活動的這種聯繫尤其明顯。他說:「冰層融化,地殼的負載減輕,在壓力的作用下,地殼下面的岩漿就更容易噴出來,這就是火山。」
英國倫敦大學的火山專家比爾·麥格在《新科學家》雜誌上發表的論文也指出:「全世界越來越多的證據顯示,全球氣候變化已經影響著地震、火山噴發和災難性海底滑坡發生的頻率。這種現象已經在地球歷史上發生過多次,而且證據顯示,它即將再度發生。」
來自英國牛津大學的火山學家大衛·派爾說,想要弄清氣候變化是如何影響地質活動的,以及這些過程又是如何反作用於整個系統的,首要的問題就是建立一個全球模型。但是,目前還不存在這樣一個全球模型。
所以,在一個變得更暖的地球上,要預測這些處於不穩定狀態的「岩漿炸彈」何時以及在何地爆炸還是一個困難的問題。比爾·麥格說:「事實上,我們的行為正在促使未來的氣候發生變化,所造成的地質危險性是所有危險中我們未曾考慮過的。」
3.環太平洋火山地震帶:暖化時代的噩夢
據科學家研究,近年來北極地區的冰川不斷融化,覆蓋在火山口的壓力消失,使得火山內部能量更容易被釋放,也是2010年冰島火山噴發的一個重要原因,由此他們也意識到全球變暖很可能扣動火山噴發的「扳機」。如今,有證據顯示,地球最主要的火山地震帶——環太平洋火山地震帶火山、地震日漸活躍,眾多建立在其上的城市正面臨地震、火山威脅,危機四伏,包括人口密集的東亞、東南亞國家,以及繁華、富裕而且的美國西海岸。
環太平洋斷層的威脅
在太平洋深處隱藏著一條巨大而危險的地質斷層,從南美西海岸安第斯山開始,向南經南美洲南端、馬爾維納斯群島到南喬治亞島;向北經墨西哥、北美洲西岸、阿留申群島、堪察加半島、千島群島到日本群島;然後分成兩支,一支向東南經馬裡亞納群島、關島到雅浦島,另一支向西南經琉球群島、我國台灣、菲律賓到蘇拉威西島,與地中海—印尼地震帶匯合後,經所羅門群島、新赫布裡底群島、斐濟島到新西蘭,全長4萬千米,呈馬蹄形。
這裡集中了世界上90%的火山和80%的大型地震帶,令人難以置信的是,這個地區,竟然生活著全球近1/3的人口,每個小時,這裡都會爆發一次地震或火山噴發,這個魔鬼區域,就是環太平洋火山地震帶。
2011年3月11日下午,一些在上海的高層寫字樓裡辦公的人忽然感到大樓開始晃動。有過2008年汶川地震的經驗,人們很快意識到某處又發生地震了。果然沒過多久,相關報道便在各個媒介平台上接踵而至:日本東北部仙台市以東130公里處的太平洋近海發生裡氏8.5級地震,而不久之後,震級被修正為9.0級。
這次日本地震屬大型逆沖區地震,震源深度24.4千米,並引發最高23.6米的海嘯,是日本有觀測記錄以來規模最大的地震,帶來的海嘯也是最為嚴重的,強度僅次於2004年12月26日發生的印度洋9.3級地震,而那次地震也導致了大海嘯,並最終造成近30萬人死亡的悲劇。
根據日本氣象廳的記錄,除了震中附近的東北部地區之外,東京所在的關東地區在地震發生時的有感晃動時間長達5分鐘,東京市內發生因此24起火災,地標建築東京塔的頂端天線也在震中彎曲。這次地震同時使得日本本州島移動,地球的地軸發生偏移;地震所觸發的海嘯南北長約550千米,東西寬約200千米,創下了日本海嘯波源區域最廣的紀錄。而在主震之後,5到7級的餘震持續發生了四十餘次,最強的一次達到7.3級。
事實上,在1995年阪神大地震後,日本已經對建築物的抗震性能進行了多次提升,然而海嘯卻成了這次地震中日本民眾最大的噩夢。儘管許多建築物抵抗住了強震的晃動,但洶湧而來的海嘯,高度超過10米的水牆以幾乎40公里的時速衝上陸地,令人無處可逃。根據先前科學家的實驗數據,海嘯的衝擊力無異於一輛高速行駛的汽車,它所帶來的破壞可想而知。日本沿海多數由木質建築組成的城鎮,在海嘯過後,一片狼藉。一位美國救援隊員甚至形容其慘狀「幾乎相當於廣島原子彈爆炸」。
對於日本來說,這次地震是可謂是二戰結束以來最大的一場災難,已有超過1萬人死亡,另有1萬多人下落不明,135200棟房屋被毀,東北的巖手、宮城、福島三縣遭受「毀滅性打擊」,許多村莊一夜之間被洪水吞沒,救援人員不斷在各地發現成百上千的遇難者遺體,慘不忍睹。無數受災民眾不得不在寒冷的天氣下缺衣少食,苦苦地等待救助。
禍不單行,就當日本還在地震的打擊下苦苦掙扎時,福島縣沿海的福島第一核電站由於地震和海嘯的襲擊而受損,隨後引發嚴重的故障,最終醞釀成一場幾乎相當於切爾諾貝利的核洩漏事故。為此,日本政府不得不要求廠區附近半徑20公里以內的居民全部撤離避難,撤離規模達到14000人,並全力對受損的核電設施進行搶修。這是人類第一次在沿海地區面對有自然災難引發的核電廠事故,而它所造成的核污染以及對太平洋沿岸國家的影響仍然有待觀察統計。
而據日本氣象廳等機構透露,在大地震後,日本國內至少有13座活火山周邊地震活動趨於活躍,其中包括著名的富士山。一些專家認為,有必要對這些火山進行仔細觀測;而由於地震帶來的一連串影響,日本東部整體的地殼狀態正處於不穩定之中,對於當下已經焦頭爛額的日本政府和民眾來說,這無疑是一個更糟糕的消息。
2007年,由日本著名演藝團體SMAP成員草彅剛主演的災難電影《日本沉沒》虛構了一個令人恐懼的故事:由於地殼運動導致的陸地下沉,日本將遭受前所未有的地震和火山爆發,最終沉沒。這個由著名作家小松左京於上世紀70年代創作的科幻故事從某種程度上反映出日本人對大地震一直以來的憂慮。日本地震學家海野德仁也在幾年前就預測,日本發生7級以上地震的概率極大,而這一次發生在東北海域的9級地震,似乎正印證了這種假設。
日本3·11大地震不僅給日本帶來了沉重的災難,也讓我們更加感到了人類的脆弱。即使日本這樣有著多年抗震經驗的發達國家在天災面前依舊無能為力,堅固防洪堤壩面對海嘯不堪一擊,號稱最安全的核電站完全辜負了人們的期待。我們總以為自己可以考慮得面面俱到,我們能夠改變世界,在大災到來時卻才發現,這個世界永遠有著你意想不到危機。
如今,更加困擾人類的問題是,這場地震是否僅僅是一場災難的預演?眾所周知,環太平洋火山地震帶始終是這顆星球最不安定的因素所在,日本地震及其引發的海嘯和火山活動,或許將拉開環太平洋地質的序幕。那麼下一次地震會在哪裡?會在何時發生?會是美國嗎?會是黃石嗎?這條活動日益頻繁而劇烈的魔鬼區域,將給人類帶來怎樣的危難?在2012年將近的時候,沒有人可以忽略這個問題。
美國西海岸與火環擦肩
環太平洋火山帶的西北部地區被稱為卡斯凱蒂亞火山帶,長度1000千米,距離太平洋海岸僅有80千米。它從加利福尼亞經俄勒岡和華盛頓州,延伸到加拿大的不列顛哥倫比亞省,這些火山是由於胡安德富卡板塊及其鄰近的哥爾達板塊俯衝到北美板塊之下而造成的。這個地帶上坐落著不少著名的火山,比如聖海倫火山、雷尼爾火山等。同時,這裡也潛藏著危險的地質斷層——聖安德裡亞。
20世紀發生在這個地帶上的一次火山噴發和一次地震構成了美國歷史上的災難「雙子星」:1980年聖海倫火山噴發和1906年舊金山大地震。有關聖海倫火山的威力與影響我們已經在文中多次提及,所以不再贅述。然而,有關舊金山地震將讓我們看到環太平洋火山地震帶對美國造成的影響。
1906年4月17日,美國西部加州太平洋沿岸大城市舊金山的狗狂吠了一夜,弄得許多人不能安睡,沒有人意識到這是地震前的一種異常訊號。第二天凌晨當地時間5點12分,人們睡夢正酣,大地突然震動起來,教堂狂亂鳴響的鐘聲、房屋倒塌的轟響聲、天塌地陷般恐怖的叫聲交混迴響,驚心動魄。一分鐘內,舊金山及其他許多城鎮都改變了面貌。舊金山大地震發生了,地面像雞蛋殼一樣裂開,又像海浪一樣起伏波動。