Supervolcano_eruption

超級火山爆發 恐改變全球氣候

賴義中 2014/01/07 21:03 點閱 4672 次
固態岩漿流上升將使岩漿庫體積增大並累積極大壓力,最終導致超級火山爆發。(photo by 維基百科)
固態岩漿流上升將使岩漿庫體積增大並累積極大壓力,最終導致超級火山爆發。(photo by 維基百科)

【台灣醒報記者賴義中綜合報導】「超級火山爆發」或許是人類已知最嚴重的天災之一,噴灑至高空的大量火山灰、碎屑和熾熱的熔岩,會摧毀週遭所有聚落及生命,並長期改變全球氣候。《自然地球科學》期刊5日刊出一項研究解釋,與一般火山噴發不同,「超級火山爆發」純粹為岩漿庫內部浮力作用所導致,毋須地震或其他外力,僅靠岩漿流上升就能噴發。

「超級火山」一詞首見於英國於2000年製作的科學節目〈Horizon〉。台大地質系教授宋聖榮指出,超級火山爆發與一般火山噴發的差別在於規模及瞬間爆發力,並無嚴謹科學定義。超級火山爆發極為罕見,須經過數十萬年至百萬年才會發生。

研究發現,在一般火山內部,密度較小的岩漿流上升至岩漿庫頂,導致岩漿庫內壓力持續積累,最終使岩漿流爆炸上升沿通道而出。蘇黎世理工學院教授馬爾費特解釋,岩漿向上推擠,使岩漿庫承受巨大壓力,累積了足以提供噴發的能量。

超級火山的成因略有不同,岩漿流較為黏滯,上升速度極緩慢,導致上方岩層受熱轉換為岩漿流的一部分,使岩漿庫體積隨之增大,同時舒緩內部持續積累的壓力,但隨著更大量的岩漿流不斷上升擠壓,固態岩層與黏滯岩漿流產生浮力差,突破上方覆蓋岩層,產生爆炸性而非流動性的爆發,亦即爆炸的壓力臨界點較一般為高。

為比較出兩者噴發原因差異所在,實驗團隊模擬火山內部的狀況,製作填裝岩漿的菱形膠囊並打入高能量X射線,測試在各種溫度及壓力下,不同組成的岩漿所產生的變化。結果顯示,岩漿在熔融固態岩層至液態過程中產生的能量和壓力,能炸開岩漿庫上方岩層逾10公里,故噴發前,地層將可能遽升數百米。

加拿大英屬哥倫比亞大學的火山學專家傑利涅克指出,單單浮力作用就能導致超級火山爆發。他也另外表示,瞭解兩種不同的噴發機制是預測火山動向的關鍵,個別的超級火山爆發可能會對全球氣候造成長期性影響,改變現存世界的樣貌。

人類已知歷史中未曾觀測到超級火山爆發,但世界各地留下的地質痕跡能證明其存在,如超大火山口和火山坑。在2800百萬年前,美國科羅拉多州曾噴發出多達5千立方公里的熔岩,留下了長75公里、寬35公里、也是當今最大的火山口。另一座有名的超級火山則位於黃石公園內,過去2百萬年內就爆發過3次。

相較之下,一般火山活動的結果普通許多。2010年噴發的冰島艾雅法拉火山,以及1991年噴發的菲律賓皮納圖博火山,都只釋出不到超級火山爆發0.1%的量。皮納圖博火山噴發時釋出大量二氧化硫進入大氣,導致4個月內全球氣溫下降0.4度;而超級火山爆發一次就能讓全球氣溫在10年內下降10度。



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