火山如何影響氣候以及它們的排放量與我們生產的相比

火山如何影響氣候以及它們的排放量與我們生產的相比 大約252億年前的快速大量火山噴發可能與大規模滅絕事件有關。 來自www.shutterstock.com, CC BY-ND

每個人都在努力減少我們的碳足跡,零排放,為生物柴油種植可持續的農作物等。互聯網上所說的火山噴發數週將使我們所有的努力無效都是真的嗎?

這個問題的藉口是可以理解的。 大自然的力量如此強大,其作用力之大,以至於人類影響我們星球的努力似乎毫無意義。

如果一次火山噴發能夠改變我們的氣候,使我們的世界迅速變成“冰屋”或“溫室”,那麼也許我們為減輕人為氣候變化所做的努力就是浪費時間?

要回答這個問題,我們需要檢查我們的大氣層是如何形成的,以及火山爆發引起的氣候變化的地質證據。 我們還需要查看比較火山和人類溫室氣體排放的最新數據。

有證據表明,地質記錄中的巨大的,持久的火山噴發導致了災難性的氣候變化。 但是在最近的一段時間裡,我們了解到火山排放會導致短期冷卻和長期變暖。 殺手-的證據是,人為導致的溫室氣體排放量遠遠超過火山活動的排放量,尤其是自1950年以來。

鍛造地球大氣

讓我們回到第一原理,然後看一下 我們的氣氛來自哪裡。 地球已有4.56億年的歷史。 普遍的共識是地球的大氣層是由三個主要過程產生的:

1. 最早的行星形成之初的原始太陽星雲氣體的殘留

2. 火山和相關事件對地球內部的釋放

3. 通過光合作用產生氧氣。

隨著時間的流逝,彗星和小行星碰撞也做出了貢獻。 在這些過程中,內部行星脫氣是最重要的大氣生成過程,尤其是在地球歷史上的四個世代中, 熱哈丹.

自那時以來,火山爆發一直為這一過程做出了貢獻,並提供了我們大部分的大氣,因此也提供了我們大氣中的氣候。

接下來是火山噴發及其對氣候的影響的問題。 地球的氣候在地質時期已經發生了變化。 曾經有一段時期 無冰的“溫室地球”。 有人認為海平面是 比今天高200至400米 並且地球的大部分大陸都淹沒在海平面以下。

在其他時間,雪球地球”,即使在赤道,我們的星球也被冰覆蓋。

火山噴發對這種氣候變化有何貢獻? 作為一個重大影響的例子,一些科學家將大滅絕與主要的火山爆發事件聯繫在一起。

最著名的是火山噴發造成的 西伯利亞陷阱。 這是俄羅斯東部省份的一個厚火山岩層序的大區域,約2.5至4萬平方公里。 大約252億年前的快速而大量的火山噴發釋放出了足夠數量的硫酸鹽氣溶膠和二氧化碳,從而在幾萬年的時間內引發了短期的火山冬季和長期的氣候變暖。

西伯利亞陷阱的爆發是 地球上最大的物種滅絕事件的因果因素 (在二疊紀末期),地球上96%的海洋物種和70%的陸地生物不再存在。

過去一億年的自然氣候變化

地質證據表明,自然過程確實可以從根本上改變地球的氣候。 最近(從地質學角度而言),在過去的100億年中,海底水已經冷卻,海平面下降,冰層不斷上升。 在此期間,地球也出現了變熱的跡象,最有可能是由溫室氣體(自然)快速釋放引起的。

智人 在過去的幾百萬年中,冰河的演變主要是在冰河時期,當時多達兩公里的冰蓋覆蓋了北部大陸的大部分地區,海平面比今天低了100多米。 這個時期結束於10,000年前,當時我們的現代冰川期開始了。

導致氣候變化的天文學週期已廣為人知-例如,米蘭科維奇週期,該週期解釋了圍繞太陽的地球軌道的變化以及地球軸的周期性點頭/搖擺。 人們對這種普遍的長期地球降溫的所有地質和構造原因都不太了解。 假設包括火山的貢獻以及與喜馬拉雅山和西藏(距今55萬年前)的興起有關的過程。

具體的火山噴發和氣候影響

研究人員已經研究了特定的 火山噴發與氣候變化. 皮納圖博火山 (菲律賓)是1991年最近一次較大的火山爆發,向平流層釋放了20萬噸的二氧化硫和灰燼顆粒。

這些較大的噴發減少了到達地球表面的太陽輻射,降低了對流層下部的溫度,並改變了大氣環流模式。 就皮納圖博而言,全球對流層溫度下降了4°C,但北半球冬季變暖。

火山噴發的混合氣體包括溫室氣體,氣溶膠和可與其他大氣成分發生反應的氣體。 與火山氣體的大氣反應可以迅速產生諸如硫酸鹽(及相關的硫酸鹽)之類的物質,這些物質起氣溶膠的作用,從而冷卻了大氣。

長期添加二氧化碳會對變暖產生影響。 火山灰噴發達到平流層的規模較大的火山爆發,對氣候的影響最大:噴發期越大,噴發期越長,影響越大。

這些類型的噴發被認為是 小冰河時期的部分原因從0.5世紀到15世紀末持續了大約19°C的全球降溫事件。 從理論上講,黃石公園(美國),鳥羽(印度尼西亞)和陶波島(新西蘭)等超級火山可以產生數量巨大的噴發,對氣候產生重大影響,但這些噴發影響氣候的持續時間尚不確定。

回答我們的(人類)排放物或火山對氣候是否具有更強影響的最有力證據可能在於溫室氣體的生產規模。 自2015年以來,全球人為二氧化碳排放量每年約為35至37億噸。 每年的火山二氧化碳排放量約為200億噸。

2018年,人為的二氧化碳排放量是火山排放量的185倍。 這是一個令人震驚的統計數字,也是促使某些地質學家和自然科學家提出一個新的地質時代(稱為人類世)的因素之一,認識到人類正在超越許多自然全球過程的影響,尤其是自1950年代以來。

有證據表明,火山對地質時間尺度上的氣候影響很大,但是,尤其是自1950年以來, 智人 迄今為止對氣候影響最大的人 讓我們不要放棄減少二氧化碳排放的願望。 火山可能無法挽救這一天。談話

關於作者

地質學教授Michael Petterson, 奧克蘭理工大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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