不同纬度、不同季节的强火山喷发对我国夏半年温度区域差异影响(图片来源:参考文献3)
树木年轮和冰芯:来自大自然的司马迁
除了卫星监测,人类还可以通过哪些方式了解火山活动呢?其实,大自然什么都知道。火山活动对气温、降水等产生的影响,会被树木年轮、珊瑚、石笋等介质所记录,为科学家研究火山喷发对气候的影响提供了参考资料。
树木年轮以其分辨率高、复本量大、定年准确和分布范围广等特点,为确定历史强火山喷发时间及研究其对气候变化影响提供了重要支持。早在20世纪30年代,美国研究人员就开始利用树轮资料对火山事件进行定年,研究者通过对比美国西部过去5000多年树木的霜轮与气象事件及主要火山活动的关系,认为强火山喷发是出现霜轮的因素之一。
树干横切面上的年轮(图片来源:Wikipedia)
还有研究表明火山喷发后引起的夏季低温是树木浅轮形成的一个重要因素。如1398-1982年,加拿大魁北克北部66%的浅轮发生年与火山喷发活动吻合。概括来说,树木中的特征轮在一定条件下可以作为确定火山喷发时间的直接证据。
除了树木外,冰也是一个优秀的记录者。火山喷发物质或次生气溶胶可以随大气环流传输至极地冰盖和山地冰川区并保存于冰中。与其他介质相比,冰芯以其分辨率高、时间序列长、能够真实记录火山喷发物质等特点,在火山活动研究中具有其他介质所不可比拟的优势。
从钻头中取出的冰芯样本(图片来源:Wikipedia)
20世纪70年代,丹麦冰川学家首次认识到冰芯中酸性物质(主要是硫酸)浓度的异常变化可以反映火山活动,并成功利用格陵兰3支冰芯重建了过去200年的火山历史。此后,众多的南极和格陵兰冰盖以及山地冰芯被用于对火山沉积历史的重建与研究。研究人员可以通过对冰芯中各断代层的化学成分、粒子含量等要素进行测定,来度量一些重要的火山喷发参数。
虽然汤加火山的爆发暂未对中国沿岸造成灾害性影响,且截至当前暂无中国公民伤亡报告,但是此次火山喷发将如何影响中国乃至全球气候,仍需要更多的数据,也需要有关专家的进一步研究。
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