火山如何影响气候以及它们的排放量与我们生产的相比

火山如何影响气候以及它们的排放量与我们生产的相比 大约252亿年前的快速大量火山喷发可能与大规模灭绝事件有关。 从www.shutterstock.com, CC BY-ND

每个人都在努力减少我们的碳足迹,零排放,为生物柴油种植可持续的农作物等。互联网上所说的火山喷发数周将使我们所有的努力无效都是真的吗?

这个问题的借口是可以理解的。 大自然的力量如此强大,其作用力之大,以至于人类影响我们星球的努力似乎毫无意义。

如果一次火山喷发能改变我们的气候,使我们的世界迅速变成“冰屋”或“温室”,那么也许我们为减轻人为气候变化所做的努力就是浪费时间吗?

要回答这个问题,我们需要检查我们的大气层是如何形成的,以及火山爆发引起的气候变化的地质证据。 我们还需要查看比较火山和人类温室气体排放的最新数据。

有证据表明,地质记录中的巨大的,持久的火山喷发导致了灾难性的气候变化。 但是在最近的一段时间里,我们了解到火山排放会导致短期冷却和长期变暖。 杀手-的证据是,人为导致的温室气体排放量远远超过火山活动的排放量,尤其是自1950年以来。

锻造地球大气

让我们回到第一原理,然后看一下 我们的气氛来自哪里。 地球已有4.56亿年的历史。 普遍的共识是地球的大气层是由三个主要过程产生的:

1. 最早的行星形成之初的原始太阳星云气体的残留

2. 火山和相关事件对地球内部的释放

3. 通过光合作用产生氧气。

随着时间的流逝,彗星和小行星碰撞也做出了贡献。 在这些过程中,内部行星脱气是最重要的大气生成过程,尤其是在地球历史上的四个世代中, 热哈丹.

自那时以来,火山爆发一直为这一过程做出了贡献,并提供了我们大部分的大气,因此也提供了我们大气中的气候。

接下来是火山喷发及其对气候的影响的问题。 地球的气候在地质时期已经发生了变化。 曾经有一段时期 无冰的“温室地球”。 有人认为海平面是 比今天高200至400米 并且地球的大部分大陆都淹没在海平面以下。

在其他时间,雪球地球”,即使在赤道,我们的星球也被冰覆盖。

火山喷发对这种气候变化有何贡献? 作为一个重大影响的例子,一些科学家将大灭绝与主要的火山爆发事件联系在一起。

最著名的是火山喷发造成的 西伯利亚陷阱。 这是俄罗斯东部省份的一个厚火山岩层序的大区域,约2.5至4万平方公里。 大约252亿年前的快速而大量的火山喷发释放出了足够数量的硫酸盐气溶胶和二氧化碳,从而在几万年的时间内引发了短期的火山冬季和长期的气候变暖。

西伯利亚陷阱的爆发是 地球上最大的物种灭绝事件的因果因素 (在二叠纪末期),地球上96%的海洋物种和70%的陆地生物不再存在。

过去一亿年的自然气候变化

地质证据表明,自然过程确实可以从根本上改变地球的气候。 最近(从地质学角度而言),在过去的100亿年中,海底水已经冷却,海平面下降,冰层不断上升。 在此期间,地球也出现了变热的迹象,最有可能是由温室气体(自然)快速释放引起的。

智人 在过去的几百万年中,冰层的演变主要是在冰河时期,当时多达两公里的冰盖覆盖了北部大陆的大部分地区,海平面比今天低了100多米。 这个时期结束于10,000年前,当时我们的现代冰川期开始了。

导致气候变化的天文学周期已广为人知-例如,米兰科维奇周期,该周期解释了围绕太阳的地球轨道的变化以及地球轴的周期性点头/摇摆。 人们对这种普遍的长期地球降温的所有地质和构造原因都不太了解。 假设包括火山的贡献以及与喜马拉雅山和西藏(距今55万年前)的兴起有关的过程。

具体的火山喷发和气候影响

研究人员已经研究了特定的 火山喷发与气候变化. 皮纳图博山 (菲律宾)是1991年最近一次较大的火山爆发,向平流层释放了20万吨的二氧化硫和灰烬颗粒。

这些较大的喷发减少了到达地球表面的太阳辐射,降低了对流层下部的温度,并改变了大气环流模式。 就皮纳图博而言,全球对流层温度下降了4°C,但北半球冬季变暖。

火山喷发的混合气体包括温室气体,气溶胶和可与其他大气成分发生反应的气体。 与火山气体的大气反应可以迅速产生诸如硫酸盐(及相关的硫酸盐)之类的物质,这些物质起气溶胶的作用,从而冷却了大气。

长期添加二氧化碳会对变暖产生影响。 火山灰喷发达到平流层的规模较大的火山爆发,对气候的影响最大:喷发期越大,喷发期越长,影响越大。

这些类型的喷发被认为是 小冰河时期的部分原因从0.5世纪到15世纪末持续了大约19°C的全球降温事件。 从理论上讲,黄石公园(美国),鸟羽(印度尼西亚)和陶波岛(新西兰)等超级火山可以产生数量巨大的喷发,对气候产生重大影响,但这些喷发影响气候的持续时间尚不确定。

回答我们的(人类)排放物或火山对气候是否具有更强影响的最有力证据可能在于温室气体的生产规模。 自2015年以来,全球人为二氧化碳排放量每年约为35至37亿吨。 每年的火山二氧化碳排放量约为200亿吨。

2018年,人为的二氧化碳排放量是火山排放量的185倍。 这是一个令人震惊的统计数字,也是促使某些地质学家和自然科学家提出一个新的地质时代(称为人类世)的因素之一,认识到人类正在超越许多自然全球过程的影响,尤其是自1950年代以来。

有证据表明,火山对地质时间尺度上的气候影响很大,但是,尤其是自1950年以来, 智人 迄今为止对气候影响最大的人 让我们不要放弃减少二氧化碳排放的愿望。 火山可能无法挽救这一天。谈话

关于作者

地质学教授Michael Petterson, 奥克兰理工大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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