臺北市立天文科學教育館

新的研究表明，極端火山爆發產生阻擋陽光的懸浮粒子不會像先前估計的那樣嚴重地降低地球表面的溫度。一般推測，超級火山爆發後的全球降溫，有時被稱為火山冬天，可能對人類構成潛在的威脅。以前的研究一致認為，整個地球會出現一定程度的降溫，但在冷卻程度上存在分歧，估計範圍為2°C至8°C。

圖說：2002年10月，國際太空站上的工作人員拍攝了西西里島埃特納火山的噴發。據報導，火山灰墜落在560公里外。然而，論爆發力，現代任何一次火山爆發都無法與幾萬年來從未發生過的超級火山爆發相比。（圖片來源：美國太空總署）

在《氣候期刊》上發表的一項新研究，來自美國太空總署戈達德太空研究所（GISS）和紐約哥倫比亞大學的一個團隊使用先進的電腦模型模擬了像多巴火山（Toba）這樣的超級火山爆發。他們發現，即使是最劇烈的爆發，爆發後的降溫也可能不會超過攝氏1.5度。第一作者Zachary McGraw也是美國太空總署GISS和哥倫比亞大學的研究員說：「我們發現的相對溫和的溫度變化與證據最一致，這可以解釋為什麼沒有一次超級火山噴發產生對人類或生態系統造成全球範圍災難的確鑿證據」。

要達到超級爆發的標準，一座火山必須釋放超過1000立方公里的岩漿。這些噴發非常強烈，而且非常罕見。最近一次超級火山爆發發生在2.2萬多年前的紐西蘭。然而，最著名的例子可能是大約200萬年前美國懷俄明州黃石火山口的噴發。在平流層（海拔約10~48公里)，火山爆發的二氧化硫氣體經過化學反應凝結成液態硫酸鹽顆粒。這些顆粒會以兩種相反的方式影響地球表面的溫度：透過反射入射的太陽光（導致降溫）或捕獲流出的熱能（一種溫室升溫效應）。多年來，這種降溫現像也引發了人類如何逆轉全球暖化的問題，被稱為地球工程的概念：透過刻意向平流層注入氣溶膠顆粒來促進降溫效果。

研究人員顯示了火山氣溶膠顆粒的直徑對火山爆發後溫度的影響程度。顆粒越小、密度越大，它們阻擋陽光的能力就越強。但如何估算顆粒的大小是具有挑戰性的，因為以前的超級噴發沒有留下可靠的物理證據。在大氣中，顆粒的大小會隨著它們的凝結而改變。即使粒子落回地球並保存在冰芯中，由於混合和壓實，它們也不會留下明確的物理紀錄。透過模擬一系列粒徑的超級火山爆發，研究人員發現，超級火山爆發可能無法比現代最大規模的火山爆發更顯著地改變全球溫度。例如，1991年菲律賓皮納圖博火山（Mount Pinatubo）的噴發導致全球氣溫在兩年內下降了約半度。美國太空總署的大氣科學家Luis Millán沒有參與這項研究，他說，未來的研究方向是對各種模型進行全面的比較，以及對決定火山氣溶膠顆粒大小的因素進行更多的實驗和模型研究。（編譯／吳典諺）

資料來源：phys.org