1991年菲律宾的皮纳图博火山(Pinatubo)在休眠了600多年之后苏醒过来,并发生了一系列猛烈的爆发。喷发出的2000多万吨二氧化硫直冲上平流层。灼热的浮石雨注般从天而降。火山口处升起一个20多米高的灰色蘑菇云,蔽日遮天。而落下的灰尘却创造了一种灰白色、月球般的陆上景观。“看上去真像是世界末日到来了。”一个大难不死者说,在这次灾难中逃生者约10万人。
风夹带着火山烟雾向西方呼啸而去。不到几周,成千上万的美国人已发现每当日落时,太阳光穿透云层,呈现出奇谲的色彩。
但火山的影响远不止是为落日平添色彩,它还阻止了大贵的太阳光到达并温暖地球。美国国家海洋和大气管理局的科学家们估计皮纳图博火山的烟雾浓密得足以使全世界的平均温度在几年内下降一华氏度。“火山的小颗粒在大气的较高层,所以不能随雨水下落到地面,”美国国家海洋和大气管理局的科学家拉利 · 斯塔说,“虽然一华氏度的温度增量并不起眼,但它却足以影响全球的风和洋流。”
这种事情并非首次发生。早在1815年位于爪哇附近的坦布拉火山(Tambora)之爆发便给天气以明显的影响。它使法国的稻谷歉收而造成粮食短缺;使英国6月份下雪;很多人在7月4日清晨醒来时发现田地里已为霜所覆盖,到处白茫茫一片。火山的“热呼吸” · 使第二年气温变得格外寒冷,因此1986年被称为“无夏之年”。
火山爆发也能引发其他异常的天气。1982年阿尔 · 奇肯火山(El Chichon)和尼亚拉基拉火山(Nyamlagira)分别在墨西哥和非洲喷发,很快使赤道附近的信风变弱,使暖洋流自西太平洋向东流动,这种现象被称为“厄尔尼诺海流向南波动”。随之而来的是一连串的灾难:南非、印度、印度尼西亚、菲律宾群岛和澳洲等地发生旱灾;肆虐的龙卷风跨越太平洋,秘鲁、厄瓜多尔和美国西海岸等地遭受洪水的袭击。
伊利诺伊大学的物理学家保罗 · 亨特尔认为由于赤道处太平洋上方阳光变得微弱,火山爆发引发了“厄尔尼诺”现象。这便是信风减弱,脆弱的平衡被破坏。他指出自从1977年以来有11次强烈的“厄尔尼诺”现象伴随着火山爆发同时发生。亨特尔预言既然皮纳图博火山爆发时喷出的气体量是阿尔 · 奇肯火山的两倍,那么这种爆发将会于1991-1992年期间引发“厄尔尼诺”,而所引起的“厄尔尼诺”将结束加利福尼亚和美国中西部长期以来的干旱。不过,非洲撒哈拉地区、印度和澳大利亚发生旱灾的可能性却大大增加了。
火山虽在许多令人惊奇的方面影响我们的生活,然而,实际上科学家却认为没有它,现在地球上我们所认识的生命将会消失。
为了理解这一点,我们可以设想一下2亿年前的世界。那时,非洲、北美这两块原始大陆紧紧地连结在一起,大西洋是不存在的,今天的卡萨布兰卡本来距纽约市只有几英里。后来,这两块大陆被分开,火山从它们中间耸起并产生了熔岩堆积而成的楔形物,并不断扩张。我们至今仍能在胡德逊河(Hudson River)的绝壁中找到它们中一处残迹,它是由两块大陆分裂处流出的楔形物形成的。当位于大洋中心深处的楔形物大量涌出并形成所谓的中大西洋海脊时,裂口也在以每年几英寸的速度扩张着。
根据现在的理论,热能从地表深处喷出,因而推动了大陆的地质运动,同时也引发了火山的爆发。当行星在45亿年前凝结了星际间的灰尘和气体时,行星上的轻元素漂浮到地球表面并变硬形成地壳。大陆座落在被称为“构造板块”的地壳断面上,而此构造板块现在仍漂浮在你脚下60英里左右深处的一层半熔化的物质上面。它们中的一块,也即北美板块从中大西洋开始,一直扩张到美国西海岸。
北美洲板块被挤压向西南方向,和位于太平洋下而的太平洋板块发生强烈碰撞。这两块板块及其他板块的互相碰撞使太平洋边缘的陆地容易发生地震,并形成向上冲推的山脉和火山。
虽然这种后果是可怕的,但也正是这些从地球深层喷发出的热量使地球生存下来。第一,要不是火山和其他力量构造了大量的山脉,天气将侵蚀陆地,并且整个大陆将滑落到海平面下。第二,雨水正在不停地把“碳”和“硫”等生命要素冲刷到大洋中。其他碳从海生浮游生物中提取并在沉入海底而成为白垩前转变为碳酸钙,如果没有什么能倒转这些进程,世界上的碳元素将被永远锁藏于海底。而且从雏菊到鱼类再到人类这些以碳为基础的生命形态将灭绝。没有产生“温室效应”的二氧化碳,我们这个世界将慢慢变冷直至所有保留在水平线上的东西被冻而进入冰川期。
火山释放了大量二氧化碳、二氧化硫和硫化氢气体,它们或猛烈或平静地进入空气中。法国研究人员于1991年指出:西西里岛的英特纳火山(Volcano Mount Etna)就是一个气体的“间歇泉”。即使不爆发,英特纳火山也每年向空气中排放了2500万吨的二氧化碳。这些气体相当于地球上所有工厂、汽车和其他矿物燃料消费者气体释放量的1/900。
火山喷发的气体具有杀伤力。公元79年罗马的庞贝城附近的威苏维斯火山(Vesuvius)爆发时,成千上万的受害者由于雪崩似的二氧化碳和其他热气流突然来临而窒息死亡。
皮纳图博火山释放出的约1500万吨的二氧化碳在平流层形成硫酸小液滴。它们中的一些小液滴会留在高空中并在全球循环的风中逗留3年,变成上层大气中的化学组分。
在鲍尔德库拉(Boulder Colo)的大气研究国家中心,科学家们已经计算出这些酸将导致北美上空5%到6%的臭氧层遭受破坏。在我们头顶上的14英里处,臭氧层像盾牌一样阻止着紫外线这种主要皮肤癌致病物的穿透。
因此您在家后院沐日光浴将会稍微危险点,就因为在世界另一边的一座火山爆发了。
火山爆发还带来了其他奇特的后果。尽管未来火山有可能爆发,火山地带仍吸引着农民们,因为庄稼能在富含矿物质的土壤中生长得很好。采矿者涌向科罗拉多淘金,涌向内华达(Nevada)寻找白银,挤向亚利桑那(Arizona)挖掘青铜,却不知道那些贵重的金属是火山的力量产生的。南极洲的阿尔布斯火山(Volcano Mount Erebus)在喷发时能使这块白色的大陆布满金灿灿的纯金。而南非和西伯利亚那被称为“角砾云母橄岩”的火山通道却成为钻石诞生的温床。这些钻石是由于火山底部的碳剧烈挤压而形成的、当一位男士给他的心上人一枚钻石饰物和订婚戒指时,他实际上给了她火山所酿成的最优秀的“果子”。
有些科学家正在火山土壤中挖掘一种新的“金子”。加利福尼亚已经从地热资源中得到5%的能hi,例如圣佛朗西斯科的北部天然喷泉,使用这些能源的更为先进的方法正在日新月异地发展。在“长山谷”(Long Valley)的加利福尼亚能源委员会和美国能源部正在投资一个叫“勘探井”的项目。该井将能从地下引出地热。“这里的潜能是巨大的,”这个项目的一位主要科学家说,“此地的地热工厂能引出清洁、可更新的自然能源,它们将抵得上60个大核电厂。”负责钻探“长山谷勘探井”的工程师约翰 · 宾尔补充说:“假如我们能抽出美国本土48个州下面熔融的岩石所蕴藏的能量,我们将能够提供全美以今天的水平为准的能源需求量达1000多年之久。”
同时,在新墨西哥的洛斯阿拉莫斯国家实验室正在发展和检验一种叫“热干石”(HDR)的技术。科学家钻了两个相距100码、深1000尺的井,然后把水灌入其中一个井。水流经地下两井间的热石,带走热能,然后涌上第二个井面。该项目的负责人大卫 · 杜珊说:“这种技术能为全世界上亿人提供清洁、可靠、便宜的能量,这些能源现在就在我们足下。”
古人害怕火山,却因此学会了使用火。今天我们正在研究如何使用给火山以能量的地热来提高我们的生活水平。