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【生態環境】史前海洋火山與遠古生物興衰

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二零一零年四月十四日冰島埃亞菲亞德拉火山爆發時,所噴發出的火山灰高聳入雲霄,一度高達十一公里,進入國際航班空域。(AFP)

冰島火山爆發影響了大半個地球居民,也引發全球對環境的關注。地質和氣候學家們相信,火山爆發產生的高熱熔岩和氣體會對大氣產生長遠影響,甚至提出,歷史上曾經發生過超級火山爆發,最終導致了大規模的物種滅絕……

近,冰島火山連續爆發,對於這個飽受金融危機打擊的北歐島國而言,無疑是雪上加霜。然而,火山的影響卻遠遠超過了冰島本身:火山灰不僅使整個歐洲的航空一度中斷,甚至還影響到了北美和亞洲地區。這次噴發雖然造成了數以億計的經濟損失,但所幸人員傷亡幾乎沒有。全世界對冰島火山爆發抱以極高的關注,很自然的引發了人們對於火山與氣候、環境之間關係的思考。

地質和氣候學家們相信,火山爆發產生的高熱熔岩和氣體會對周圍環境特別是大氣產生長遠的影響。有研究人員甚至提出,歷史上曾經發生過超級火山爆發,最終導致了大規模的物種滅絕。

歷史上最著名的物種大滅絕恐怕是六千五百萬年前的恐龍滅絕。目前人們普遍認為當時一顆小行星撞擊了地球,造成了大部分生物的毀滅。近來有科學家提出,除了小行星這樣的天外來客,火山噴發很有可能是另外幾次物種大幅度減少的原因,其中包括引發海洋生物大毀滅的海底遠古超級火山的噴發。

海底「煎鍋」

英國LEEDS大學的研究人員提出,一場先前不為人知的海底超級火山爆發可能導致了兩億六千萬年前的生物大滅絕。

在當時,今天中國西南部峨嵋山一帶還是汪洋大海,海底暗藏裡一個巨型火山。一場噴發釋放了五十萬立方公里的炙熱岩漿,直接間接的毀掉了大批海洋物種。

據科學家推測,由於該地區的海水較淺,使得這場海底火山爆發更具有毀滅性。為什麼會這樣呢?讓我們舉一個生活中的例子,如果往燒熱的煎鍋裡倒上少許水,立即就會發生霹爆。同樣的道理,爆發湧出的熔岩會在瞬間將海水加熱,造成整個海域的水體爆炸。一方面造成大量海洋生物頃刻斃命,同時也引發了一場曠日持久的全球性環境災難:大量的硫磺被噴射到大氣中,隨之而來的是大範圍的酸雨。

當岩漿冷卻凝固後,許多海洋生物的殘骸就被包埋在了岩層中。雖然科學家們還不能確切模擬火山爆發後發生的一切,但是人們相信,爆發與二疊紀生物大滅絕在時間上的一致不會是一種巧合。

另外一個例子是在日本東海岸以東一千五百公里的太平洋海底,有一個面積相當於美國加州的火山山脊。這個山脊是一億四千五百萬年前一場火山爆發的遺骸。地質學家認為,這是世界上最大的超級火山系統之一。其頂端距離海面大約三千五百米,基部到頂的距離為六公里。岩漿冷卻凝固後的厚度為二十三米。化石研究表明,這一海域的部分地區在一億四千五百萬年前可能是陸地。

超級火山爆發引發的全球性效應主要是噴入大氣的巨量火山灰物質造成的,其中包括前文提到的造成酸雨的硫化物。據地質學家分析,火山噴發致使溫室氣體在大氣從聚集,進而會改變洋流的運動路線和規律。

世界上的超級火山系統有十二個,其中一些在陸地上,剩下的分布在大洋底。這些超級火山系統目前的地貌是數百萬年間不斷噴發的結果。幾百萬年,對於人類而言漫長之極,但是在地質年代上看,只是很短的一段時間。

生物大滅絕

地質學家劃分五次較大的生物大滅絕事件。除此之外,還有許多規模較小的或者局部的滅絕事件。與大滅絕相呼應的,是生物大爆發。就是說在相對較短的地質時間裡,大量的新物種迅速產生。其中最著名的是寒武紀生物大爆發。

科學家們對物種滅絕事件提出了各種假說。火山的作用開始引起人們的重視,除了前面提到的兩次,最近加拿大有學者認為發生在九千四百萬年前的一場海洋生物的災難性滅絕很可能是海底火山爆發的結果。根據他們的分析,海底火山造成的另外一個直接後果是海洋富養化,進而出現海水氧氣的耗竭,大量的海洋生物也隨之消亡。

當代發生的海底火山爆發在規模上是無法與歷史上的超級火山爆發相比的。但自然的威力仍然能從中得到充分的體現。去年三月,位於南太平洋的湯加王國海域曾發生海底火山爆發,並引發了規模七點九的地震。

目前研究人員還不能完全描述大規模海底火山爆發所帶來的一系列後果。但是很顯然的是,火山在地球生物變遷的歷史上,很可能扮演過重要的角色。◇

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