书城科普读物美国倒计时
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第21章 回天之力:装在地狱里的警报器 (3)

末次冰期大约开始于11万年前,完结于9600—9700年前。在这段时间里,地球上出现过几次冰川的前进与消退,北美洲以及欧亚大陆被大片冰原所覆盖。但是,大约1.7万年前,地球气候却开始变暖,气温逐渐回升,两极、北美和北欧的冰川渐渐消融,到了1.3万年前,北美和北欧的冰雪已经融化了相当大一部分,海平面急速上升。

冰雪的融化使海平面在仅仅100年的时间里就上升了15米多。这种变化对地壳内部的应力和张力产生影响,使火山活动频繁发生。地球上有2/3的火山位于海边,其余的也都距海岸线不到240千米。从海底采集的火山灰层数据显示:在过去的几十万年中,每1000年才会有一次火山爆发,而在海平面上升了15米之后,火山爆发的频率增加到每350年一次,爆发频率猛增了3倍。

冰岛大学火山地质专家Freysteinn Sigmundsson还原了1万年前的冰岛火山喷发图,他认为那时冰岛曾出现大规模的火山喷发,并且从气候变化到火山活动增加之间的反应时间并不长。

因为冰岛是最接近北极的地区,全境1/8被冰川覆盖,当冰川融化时,海面上升严重破坏了地壳的重力均衡。“一些火山口都被冰层覆盖,对这些火山来说,冰盖融化会带来巨大影响。”英国利兹大学地质学家卡罗琳娜·帕格里表示。

也就是说,在远古时代,大气的巨幅升温就曾和地质变化联系在一起。虽然目前说未来几十年的气候变化能够导致类似的地质变化还没有什么根据,但是已经有足够的证据说明必须严肃对待这种威胁了。

同时,这种气候变化不仅对一般的火山有着重要的影响,对超级火山也有可能构成威胁。

由英国布里斯托尔大学教授史蒂夫·斯帕克斯领衔起草的英国地质学会报告称,“超级火山”每5万年喷发一次。第四纪冰期?髴与间冰期?髵的交替周期为10万年。在冰期,海洋大约由100—200米厚的水层变为两极2000米厚的冰盖,由地壳均衡原理,两极地壳将下沉700米,赤道洋壳将上升33—66米,赤道周长扩大200—400米,形成南北向赤道张裂和超级火山喷发;在间冰期情况相反,现在整个地球正处于一个相对温暖的间冰期。

在冰川盛期和冰融盛期,海平面升降都将发生超级火山喷发,周期为冰期周期的一半,即5万年。冰盖的消长破坏了原有的地壳均衡,引发强烈的构造活动:地震火山活动频发。

吉林大学从事全球气候变化研究的杨学祥教授认为,从公元前398年到公元538年是全球气候由最冷时期转变到最暖时期,与现在我们处于的时期极为相似。全球变暖导致冰川融化和海平面上升,海洋地壳均衡下沉,挤压地下流体涌入大陆地壳之下,迫使大陆边缘地壳上升和开裂,形成猛烈的火山喷发活动和地震活动。庞贝城在公元62年2月15日遭受了一次强烈地震,17年后,在公元79年8月24日被维苏威火山喷发所毁灭。此后,维苏威火山又于公元203年、305年、472年、512年等多次爆发。证明这一时期为地震火山活跃时期。

美国北卡罗来纳州立大学的火山专家阿兰·格拉比尼尔也表示,当他发现加州海岸的气候变化与火山活动之间有关时,一开始还有些怀疑。可是,他到图书馆查阅资料进行研究后发现,在世界许多地方,特别是地中海地区,气候变化与火山活动的这种联系尤其明显。他说:“冰层融化,地壳的负载减轻,在压力的作用下,地壳下面的岩浆就更容易喷出来,这就是火山。”

英国伦敦大学的火山专家比尔·麦格在《新科学家》杂志上发表的论文也指出:“全世界越来越多的证据显示,全球气候变化已经影响着地震、火山喷发和灾难性海底滑坡发生的频率。这种现象已经在地球历史上发生过多次,而且证据显示,它即将再度发生。”

来自英国牛津大学的火山学家大卫·派尔说,想要弄清气候变化是如何影响地质活动的,以及这些过程又是如何反作用于整个系统的,首要的问题就是建立一个全球模型。但是,目前还不存在这样一个全球模型。

所以,在一个变得更暖的地球上,要预测这些处于不稳定状态的“岩浆炸弹”何时以及在何地爆炸还是一个困难的问题。比尔·麦格说:“事实上,我们的行为正在促使未来的气候发生变化,所造成的地质危险性是所有危险中我们未曾考虑过的。”

3.环太平洋火山地震带:暖化时代的噩梦

据科学家研究,近年来北极地区的冰川不断融化,覆盖在火山口的压力消失,使得火山内部能量更容易被释放,也是2010年冰岛火山喷发的一个重要原因,由此他们也意识到全球变暖很可能扣动火山喷发的“扳机”。如今,有证据显示,地球最主要的火山地震带——环太平洋火山地震带火山、地震日渐活跃,众多建立在其上的城市正面临地震、火山威胁,危机四伏,包括人口密集的东亚、东南亚国家,以及繁华、富裕而且的美国西海岸。

环太平洋断层的威胁

在太平洋深处隐藏着一条巨大而危险的地质断层,从南美西海岸安第斯山开始,向南经南美洲南端、马尔维纳斯群岛到南乔治亚岛;向北经墨西哥、北美洲西岸、阿留申群岛、堪察加半岛、千岛群岛到日本群岛;然后分成两支,一支向东南经马里亚纳群岛、关岛到雅浦岛,另一支向西南经琉球群岛、我国台湾、菲律宾到苏拉威西岛,与地中海—印尼地震带汇合后,经所罗门群岛、新赫布里底群岛、斐济岛到新西兰,全长4万千米,呈马蹄形。

这里集中了世界上90%的火山和80%的大型地震带,令人难以置信的是,这个地区,竟然生活着全球近1/3的人口,每个小时,这里都会爆发一次地震或火山喷发,这个魔鬼区域,就是环太平洋火山地震带。

2011年3月11日下午,一些在上海的高层写字楼里办公的人忽然感到大楼开始晃动。有过2008年汶川地震的经验,人们很快意识到某处又发生地震了。果然没过多久,相关报道便在各个媒介平台上接踵而至:日本东北部仙台市以东130公里处的太平洋近海发生里氏8.5级地震,而不久之后,震级被修正为9.0级。

这次日本地震属大型逆冲区地震,震源深度24.4千米,并引发最高23.6米的海啸,是日本有观测记录以来规模最大的地震,带来的海啸也是最为严重的,强度仅次于2004年12月26日发生的印度洋9.3级地震,而那次地震也导致了大海啸,并最终造成近30万人死亡的悲剧。

根据日本气象厅的记录,除了震中附近的东北部地区之外,东京所在的关东地区在地震发生时的有感晃动时间长达5分钟,东京市内发生因此24起火灾,地标建筑东京塔的顶端天线也在震中弯曲。这次地震同时使得日本本州岛移动,地球的地轴发生偏移;地震所触发的海啸南北长约550千米,东西宽约200千米,创下了日本海啸波源区域最广的纪录。而在主震之后,5到7级的余震持续发生了四十余次,最强的一次达到7.3级。

事实上,在1995年阪神大地震后,日本已经对建筑物的抗震性能进行了多次提升,然而海啸却成了这次地震中日本民众最大的噩梦。尽管许多建筑物抵抗住了强震的晃动,但汹涌而来的海啸,高度超过10米的水墙以几乎40公里的时速冲上陆地,令人无处可逃。根据先前科学家的实验数据,海啸的冲击力无异于一辆高速行驶的汽车,它所带来的破坏可想而知。日本沿海多数由木质建筑组成的城镇,在海啸过后,一片狼藉。一位美国救援队员甚至形容其惨状“几乎相当于广岛原子弹爆炸”。

对于日本来说,这次地震是可谓是二战结束以来最大的一场灾难,已有超过1万人死亡,另有1万多人下落不明,135200栋房屋被毁,东北的岩手、宫城、福岛三县遭受“毁灭性打击”,许多村庄一夜之间被洪水吞没,救援人员不断在各地发现成百上千的遇难者遗体,惨不忍睹。无数受灾民众不得不在寒冷的天气下缺衣少食,苦苦地等待救助。

祸不单行,就当日本还在地震的打击下苦苦挣扎时,福岛县沿海的福岛第一核电站由于地震和海啸的袭击而受损,随后引发严重的故障,最终酝酿成一场几乎相当于切尔诺贝利的核泄漏事故。为此,日本政府不得不要求厂区附近半径20公里以内的居民全部撤离避难,撤离规模达到14000人,并全力对受损的核电设施进行抢修。这是人类第一次在沿海地区面对有自然灾难引发的核电厂事故,而它所造成的核污染以及对太平洋沿岸国家的影响仍然有待观察统计。

而据日本气象厅等机构透露,在大地震后,日本国内至少有13座活火山周边地震活动趋于活跃,其中包括著名的富士山。一些专家认为,有必要对这些火山进行仔细观测;而由于地震带来的一连串影响,日本东部整体的地壳状态正处于不稳定之中,对于当下已经焦头烂额的日本政府和民众来说,这无疑是一个更糟糕的消息。

2007年,由日本著名演艺团体SMAP成员草彅刚主演的灾难电影《日本沉没》虚构了一个令人恐惧的故事:由于地壳运动导致的陆地下沉,日本将遭受前所未有的地震和火山爆发,最终沉没。这个由著名作家小松左京于上世纪70年代创作的科幻故事从某种程度上反映出日本人对大地震一直以来的忧虑。日本地震学家海野德仁也在几年前就预测,日本发生7级以上地震的概率极大,而这一次发生在东北海域的9级地震,似乎正印证了这种假设。

日本3·11大地震不仅给日本带来了沉重的灾难,也让我们更加感到了人类的脆弱。即使日本这样有着多年抗震经验的发达国家在天灾面前依旧无能为力,坚固防洪堤坝面对海啸不堪一击,号称最安全的核电站完全辜负了人们的期待。我们总以为自己可以考虑得面面俱到,我们能够改变世界,在大灾到来时却才发现,这个世界永远有着你意想不到危机。

如今,更加困扰人类的问题是,这场地震是否仅仅是一场灾难的预演?众所周知,环太平洋火山地震带始终是这颗星球最不安定的因素所在,日本地震及其引发的海啸和火山活动,或许将拉开环太平洋地质的序幕。那么下一次地震会在哪里?会在何时发生?会是美国吗?会是黄石吗?这条活动日益频繁而剧烈的魔鬼区域,将给人类带来怎样的危难?在2012年将近的时候,没有人可以忽略这个问题。

美国西海岸与火环擦肩

环太平洋火山带的西北部地区被称为卡斯凯蒂亚火山带,长度1000千米,距离太平洋海岸仅有80千米。它从加利福尼亚经俄勒冈和华盛顿州,延伸到加拿大的不列颠哥伦比亚省,这些火山是由于胡安德富卡板块及其邻近的哥尔达板块俯冲到北美板块之下而造成的。这个地带上坐落着不少著名的火山,比如圣海伦火山、雷尼尔火山等。同时,这里也潜藏着危险的地质断层——圣安德里亚。

20世纪发生在这个地带上的一次火山喷发和一次地震构成了美国历史上的灾难“双子星”:1980年圣海伦火山喷发和1906年旧金山大地震。有关圣海伦火山的威力与影响我们已经在文中多次提及,所以不再赘述。然而,有关旧金山地震将让我们看到环太平洋火山地震带对美国造成的影响。

1906年4月17日,美国西部加州太平洋沿岸大城市旧金山的狗狂吠了一夜,弄得许多人不能安睡,没有人意识到这是地震前的一种异常讯号。第二天凌晨当地时间5点12分,人们睡梦正酣,大地突然震动起来,教堂狂乱鸣响的钟声、房屋倒塌的轰响声、天塌地陷般恐怖的叫声交混回响,惊心动魄。一分钟内,旧金山及其他许多城镇都改变了面貌。旧金山大地震发生了,地面像鸡蛋壳一样裂开,又像海浪一样起伏波动。