气候变化可能正在引发更多地震和火山喷发,原因如下

Climate change could cause more earthquakes and volcanic eruptions by increasing the weight of water on the Earth's crust.
The weight of water ... Melting ice caps and increasing rainfall could lead to more seismic activity.Image: Pexels/Iweng Candy
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  • 气候变化可能通过增加地壳上的水重量,导致更多地震和火山喷发。

  • 冰川融化时,水可能渗入地壳裂缝,使裂缝扩大并变得脆弱。

  • 这可能引发地震,在本已地震活跃的地区尤为明显。

  • 气候变化还可能通过增加地幔中的岩浆量,导致更多火山喷发。

地球气候正在迅速变化。在一些地区,气温上升正在增加野火和干旱的频率和可能性。在另一些地区,气候变化使暴雨和风暴更加猛烈,或加速冰川融化的速度。

过去一个月正是这一现象的鲜明例证。欧洲部分地区和加拿大正遭受野火的严重破坏,而北京记录了有记录以来最强的降雨(至少140年以来)。回顾更早的时期,2000年至2019年间,全球冰川每年损失约2670亿吨冰。冰川融化导致海平面上升(目前每年上升约3.3毫米),并加剧洪水和侵蚀等沿海灾害。

然而,研究表明,气候变化可能不仅影响地表灾害。气候变化,特别是降雨速率上升和冰川融化,还可能加剧地表以下的危险,例如地震和火山喷发。

近期关于欧洲和北美的干旱受到大量媒体报道。但政府间气候变化专门委员会的第六次评估报告(2021年)显示,自1950年以来,世界许多地区的平均降雨量实际上有所增加。变暖的大气能够容纳更多水汽,进而导致降水量增加。

有趣的是,地质学家早已发现了一种关系:降雨速率与地震活动之间存在关联。例如在喜马拉雅地区,地震频率受夏季季风季节年度降雨周期的影响。研究显示,喜马拉雅地区48%的地震发生在较为干燥的季风前三个月,即3月、4月和5月,而仅有16%发生在季风季节。

在夏季季风季节,高达4米的降雨重量会使地壳在垂直和水平方向上受到压缩,从而使其趋于稳定。冬季这些水分消退后,有效的“回弹”会使该地区失稳,并增加地震发生次数。

在季风前时期,地震次数会增加。Image: Shashikant Nagale等(2022)/Geodesy and Geodynamics,CC BY-NC-ND

气候变化可能加剧这一现象。气候模型预测,由于气候变化,未来南亚季风降雨的强度将会增加。这可能进一步增强冬季回弹,并引发更多地震活动。

水的重量对地壳的影响不仅限于降水,还延伸至冰川冰层。大约一万年前,末次冰期结束时,沉重的冰川冰体融化,使部分地壳向上回弹。这一过程被称为均衡回弹,苏格兰的抬升海滩即为证明,其中一些海滩高出当前海平面可达45米。

苏格兰的抬升海滩。Image: Patrick Bailey/英国皇家苏格兰地理学会,CC BY-NC-ND

来自斯堪的纳维亚的证据表明,这种隆起与该地区构造活动的失稳共同作用,在11,000至7,000年前引发了多次地震事件。其中一些地震甚至超过8.0级,这表明造成严重破坏和人员伤亡。令人担忧的是,当今冰川冰层的持续融化可能在其他地区引发类似后果。

火山活动又如何?

研究还发现,地壳上冰川荷载的变化与火山活动的发生之间存在关联。大约5,500至4,500年前,地球气候曾短暂变冷,冰岛的冰川开始扩张。对遍布欧洲的火山灰沉积物的分析表明,在此期间冰岛的火山活动明显减少。

在这一寒冷期结束后,火山活动随之增加,尽管滞后了数百年。

这一现象可以这样解释:冰川的重量同时压缩了地壳和下方的地幔(地幔是地球内部主要由固体构成的部分)。这使构成地幔的物质处于较高压力之下,阻止其熔化并形成火山喷发所需的岩浆。

然而,去冰川化以及地表重量随之减少,使一种被称为减压熔融的过程得以发生,即较低的压力促进了地幔中的熔融。这种熔融形成了液态岩浆,为随后冰岛的火山活动提供了能量。

即使在今天,这一过程仍在推动冰岛的部分火山活动。格里姆斯沃特纳火山和卡特拉火山的喷发始终发生在夏季,即冰川消退的时期。

因此,全球变暖导致的持续冰川消退,未来可能会增加火山活动,这是有可能的。然而,目前冰川变化与火山响应之间存在时间滞后,暂时令人感到宽慰。

卡特拉火山,被Mýrdalsjökull冰川覆盖。Image: muratart/Shutterstock

气候变化的影响日益明显,异常天气事件已逐渐成为常态而非例外。然而,气候变化对脚下大地产生的间接影响,并未得到广泛认识或讨论。

如果我们要尽量减少已经全面启动的气候变化影响,这种状况就必须改变。

这些火山细菌会吸收二氧化碳
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