200年前火山喷发的“肇事者”终于找到了

1831年夏天，太阳诡异地变暗，一连几天整个北半球都呈现蓝绿色。在接下来的时间里，恶劣的天气和漫长的寒流引发了印度、日本的农作物歉收与饥荒。长期以来，人们认为是一次火山大爆发产生了改变气候的羽流，但这座火山的身份一直是火山学领域的未解之谜。

近日发表于美国《国家科学院院刊》的一份报告终于揭露了罪魁祸首。英国圣安德鲁斯大学的William Hutchison团队描述了1831年在冰芯层沉积的硫同位素和玻璃状火山灰碎片，后者可以追溯到东北亚千岛群岛一座鲜为人知的火山——扎瓦利茨基火山。

这些格陵兰岛冰芯为确定1831年导致气候变化的火山爆发提供了地球化学线索。图片来源：MICHAEL SIGL

Hutchison说：“我们一直认为，改变气候的最大火山爆发往往发生在低纬度地区，比如皮纳图博火山和坦布拉火山。但这项研究表明，高纬度地区的火山爆发也会产生非常大的影响。”

像其他火山大爆发一样，1831年这次显示为格陵兰岛和南极洲冰芯中容易确定年代的硫峰值。根据历史记录，含硫气溶胶阻挡了阳光，在两年内将气温降低了1°C。

格陵兰岛冰芯中较厚的硫沉积物表明，在北半球中纬度地区发生了一次火山爆发，向平流层释放了大约13万亿克硫，这与1991年菲律宾皮纳图博火山爆发造成地球降温的硫相当。

1831年的火山爆发和其他几次火山大爆发都发生在小冰河期末期。例如，1815年印度尼西亚坦布拉火山爆发同样使地球降温，导致大范围的粮食歉收。“它们可能延长了小冰期。”Hutchison说。

冰芯中大约是人类头发宽度1/10的火山灰碎片，提供了真正罪魁祸首身份的线索。研究人员想到，1831年火山爆发产生的火山灰中钾含量非常低，这与其他火山灰不同，“不像冰岛或阿拉斯加的”。

千岛群岛进入了研究人员的视线。2023年5月，Hutchison获得了20世纪90年代初日俄美三国研究人员在千岛群岛进行科学考察时，从一座名为扎瓦利茨基火山收集的火山灰。实验表明，这些火山灰与冰芯的低钾火山灰匹配，化学特征一致。

“这像一部侦探小说。”英国剑桥大学的Clive Oppenheimer说。新发现突显了世界各地火山监测的不完整性。他补充说，过去几十年，一些大型火山爆发“完全没有引起科学界的注意”。