人類(lèi)史上第二能?chē)姷幕鹕皆谥袊?guó)
根據(jù)板塊構(gòu)造理論，板塊交界處地質(zhì)活動(dòng)頻繁，容易形成火山和地震。確實(shí)，全球近90%的地震和超過(guò)450座火山都位于太平洋板塊和其他板塊交接的俯沖帶附近，因此這個(gè)環(huán)形地震帶也被叫做環(huán)太平洋火山帶（ring of fire）。然而，我國(guó)大陸地區(qū)并不處于環(huán)太平洋火山帶上。
環(huán)太平洋火山帶 圖片來(lái)源：wikipedia
可是，也有少數(shù)火山并不符合板塊構(gòu)造理論。其中的一座就位于我國(guó)境內(nèi)，它就是大名鼎鼎的長(zhǎng)白山。
長(zhǎng)白山 圖片來(lái)源：pixabay
長(zhǎng)白山位于我國(guó)邊境線(xiàn)上，在朝鮮境內(nèi)被稱(chēng)為白頭山。白頭山被認(rèn)為是朝鮮民族的發(fā)源地。長(zhǎng)白山天池也是世界上最高的火山口湖。
2017年，聯(lián)合國(guó)教科文組織將長(zhǎng)白山植被垂直景觀及火山地貌景觀列為世界遺產(chǎn)預(yù)備名單。
你可能不知道的是，長(zhǎng)白山是我國(guó)境內(nèi)14座火山中最大的火山，同時(shí)是世界上最危險(xiǎn)的、最奇異的火山之一。倫敦大學(xué)的地震學(xué)家 James Hammond 如此評(píng)價(jià)：“這是一座有著可怕歷史的火山，它最近也有活動(dòng)跡象，但我們對(duì)它了解得不多?！?/p>
它有多危險(xiǎn)呢？在一千年前的公元946年，也就是五代十國(guó)末期，長(zhǎng)白山有一次劇烈的爆發(fā)，噴出的火山灰漂洋過(guò)海，掩蓋了一千多千米之外的日本京都和日本北方的一些村落。
長(zhǎng)白山和朝鮮半島以及日本的相對(duì)地理關(guān)系 圖片來(lái)源：（DOI）10.1126/science.341.6150.1060
根據(jù)《高麗史》，公元946年，離長(zhǎng)白山450千米的高麗國(guó)都開(kāi)城也感受到了震動(dòng)，“是歲天鼓鳴赦”。當(dāng)時(shí)的高麗君主定宗十分害怕，為了消災(zāi)赦免了一大批囚犯。
《高麗史》中關(guān)于公元946年長(zhǎng)白山爆發(fā)的記載
遠(yuǎn)在一千多千米之外的日本也感受到了震動(dòng)。根據(jù)《日本紀(jì)略》，947年2月7日，離長(zhǎng)白山1000千米遠(yuǎn)的日本京都也聽(tīng)到天雷滾滾，“廿三日丙申，子刻，振動(dòng)，聲在上”。
那次爆發(fā)的具體日期并不清楚，但很可能發(fā)生在公元946年的冬天。這是人類(lèi)有歷史記錄以來(lái)最劇烈的火山爆發(fā)之一，火山爆發(fā)指數(shù)為7級(jí)。那次火山爆發(fā)后來(lái)被地質(zhì)學(xué)家們稱(chēng)為“千年大噴發(fā)”（the Millennium Eruption）。
千年大噴發(fā)引發(fā)的地震震級(jí)為6.8級(jí)。雖然震級(jí)不算太高，但是千年大噴發(fā)產(chǎn)生的火山灰數(shù)量卻是數(shù)一數(shù)二的。
那次爆發(fā)噴出了100-120立方千米的火山灰，覆蓋了中國(guó)北部以及朝鮮半島33000平方千米的土地，相當(dāng)于現(xiàn)在朝鮮國(guó)土面積的近三分之一。當(dāng)時(shí)噴出的火山灰的數(shù)量相當(dāng)于1883年著名的印尼喀拉喀托火山（Krakatau）爆發(fā)時(shí)的3倍。要知道那次喀拉喀托火山爆發(fā)的劇大的聲音環(huán)繞地球了3-4次。
1883年印尼喀拉喀托火山（Krakatau）爆發(fā) 圖片來(lái)源：wikipedia
根據(jù)離長(zhǎng)白山1100千米遠(yuǎn)的日本奈良的興福寺的《興福寺年代記》，公元946年的11月3日，奈良下起了白灰雨。后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，千年大噴發(fā)的火山灰向東最遠(yuǎn)飄到了日本北海道東邊的千島海溝。
后來(lái)，千年大噴發(fā)的火山灰也被地質(zhì)學(xué)家被叫做白頭山-苫小牧火山灰（Baegdusan-Tomakomai ash），成為了沉積物地質(zhì)年代的時(shí)間標(biāo)志。
2015年9月22日，美國(guó)地球觀測(cè)衛(wèi)星Landsat 8 拍攝到的長(zhǎng)白山的情況。圖片來(lái)源：NASA
那次爆發(fā)后，一些地區(qū)至今寸草不生。2015年，美國(guó)地球觀測(cè)衛(wèi)星Landsat 8 裝備的運(yùn)行陸地成像儀（OLI）捕捉到了長(zhǎng)白山的圖像。圖像顯示，長(zhǎng)白山附近的森林呈深綠色，而長(zhǎng)白山上的植被則是淺綠色的。山的東南部很少有植被，呈灰色，因?yàn)槟抢镌?jīng)有巖漿流過(guò)。
長(zhǎng)白山巨大的破火山口（火山錐頂部），也就是天池就是在那次爆發(fā)中形成的。天池占地19平方千米，是著名的圣海倫斯火山的5倍有余。
長(zhǎng)白山天池 圖片來(lái)源：pixabay
但是，關(guān)于千年大噴發(fā)的成因，至今無(wú)人能解。
一種解釋是，長(zhǎng)白山下600千米處的太平洋板塊俯沖帶中擠出的水和炙熱的地幔巖混合后，產(chǎn)生了巖漿。不過(guò)，從1990年開(kāi)始研究我國(guó)境內(nèi)的長(zhǎng)白山的加州大學(xué)圣克魯茲分校的地質(zhì)學(xué)家 James Gill 認(rèn)為，當(dāng)時(shí)那次爆發(fā)是地函熱柱導(dǎo)致的。
學(xué)者們的爭(zhēng)論不休和長(zhǎng)白山本身的奇特存在脫不了干系。
首先，就如同文章開(kāi)始描述的那樣，板塊邊緣地質(zhì)活動(dòng)頻繁，是地球上火山最多的區(qū)域。
可是，長(zhǎng)白山并不在地質(zhì)板塊交界處，它矗立于板塊之中，離制造了日本列島的板塊俯沖帶有1000千米遠(yuǎn)，是板塊構(gòu)造理論所無(wú)法解釋的。
地質(zhì)板塊的俯沖 圖片來(lái)源：wikimedia
長(zhǎng)白山的起源一直困擾著地質(zhì)學(xué)家們。一些人認(rèn)為，長(zhǎng)白山可能和太平洋板塊在歐亞板塊下的俯沖有關(guān)。來(lái)自美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的火山學(xué)家 Kayla Iacovino 說(shuō)：“長(zhǎng)白山的來(lái)源就是它的最大的秘密之一?！?/p>
千年大噴發(fā)的另一個(gè)謎團(tuán)在于，那次爆發(fā)是否引發(fā)了全球性的氣候變化。
一般來(lái)說(shuō)，火山爆發(fā)可以向大氣的平流層釋放大量二氧化硫，二氧化硫在平流層會(huì)轉(zhuǎn)化為硫酸鹽懸浮微粒，反射陽(yáng)光，使地球降溫。
火山爆發(fā)時(shí)會(huì)向平流層釋放含硫氣溶膠 圖片來(lái)源：wikipedia
200年前就曾發(fā)生過(guò)一次火山爆發(fā)引發(fā)的全球降溫事件。
1815年，印度尼西亞的坦博拉火山爆發(fā)，那次火山爆發(fā)的噴發(fā)量是人類(lèi)歷史上最大規(guī)模的，大量的火山灰和火山巖被噴入平流層，造成了所謂“沒(méi)有夏天的一年”。
什么叫沒(méi)有夏天呢？
那年6月，紐約刮起了暴風(fēng)雪。7月，新英格蘭的農(nóng)作物受到霜凍。新英格蘭人說(shuō)1816年是“凍死人年”，德國(guó)人說(shuō)1817年是“乞丐之年”。
坦博拉火山爆發(fā)一年后，美國(guó)東北部的大片玉米死于霜凍。圖片來(lái)源：Greg Harlin
那一年不僅催生出了無(wú)數(shù)以暴風(fēng)雪為題材的油畫(huà)，也導(dǎo)致了弗蘭肯斯坦等恐怖文學(xué)形象的誕生。
科學(xué)怪人弗蘭肯斯坦 圖片來(lái)源：wikipedia
2013年發(fā)表在 Science 上的一篇文章指出，千年大噴發(fā)的噴發(fā)量?jī)H僅稍遜于1815年的坦博拉火山爆發(fā)。但奇怪的是，千年大噴發(fā)似乎并沒(méi)有引起全球性的氣候變化。
2013年，中國(guó)地震局地質(zhì)研究所的研究員許建東和同事在發(fā)表在 Geophysical Research Letters 上的一項(xiàng)研究指出，一千年前長(zhǎng)白山爆發(fā)并沒(méi)有造成全球性的氣候變化。
他們發(fā)現(xiàn)，公元946年，也就是“千年大噴發(fā)”那一年，格陵蘭的冰層中的硫含量很低，表明那場(chǎng)火山爆發(fā)只噴發(fā)出少量氣體，對(duì)全球氣候沒(méi)有產(chǎn)生劇烈影響。
朝鮮境內(nèi)白頭上的浮石，它們是火山噴發(fā)帶來(lái)的。圖片來(lái)源： KAYLA IACOVINO
可是，2016年英國(guó)劍橋大學(xué)的火山學(xué)家 Clive Oppenheimer 領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際課題組卻對(duì)這個(gè)結(jié)論打上了問(wèn)號(hào)。
這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，許建東等人的估計(jì)數(shù)值可能偏低。通過(guò)對(duì)長(zhǎng)白山的浮石的研究，這個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，“千年大噴發(fā)”實(shí)際上向大氣中排放了大約45兆噸的硫，是以前估計(jì)值的20倍，大約是坦博拉火山排放的1.5倍。
參與了這項(xiàng)研究的 Kayla Iacovino 說(shuō)：“千年大噴發(fā)所噴發(fā)的氣體比我們過(guò)去料想的要多得多，它的氣體足以使它成為人類(lèi)歷史上排放氣體最多的火山之一?！?/p>
雖然歷史上脾氣暴躁，但長(zhǎng)白山盛產(chǎn)好吃的藍(lán)莓。圖片來(lái)源：pixabay
千年大噴發(fā)之后，長(zhǎng)白山在公元1668、1702 和 1903年均發(fā)生過(guò)小規(guī)模的爆發(fā)。長(zhǎng)白山的地質(zhì)活動(dòng)也引發(fā)了國(guó)際關(guān)注和鄰國(guó)的憂(yōu)慮。
2002-2005年間，長(zhǎng)白山出現(xiàn)了一些微弱的地震。中國(guó)和朝鮮都各自記錄了長(zhǎng)白山的活躍的地質(zhì)活動(dòng)，震中比較淺，大約在地表下5千米處。
當(dāng)時(shí)不少地質(zhì)學(xué)家懷疑巖漿正在注入長(zhǎng)白山下的一個(gè)巖漿房中，這樣一來(lái)就有大型爆發(fā)的危險(xiǎn)。如果長(zhǎng)白山再次爆發(fā)，附近1萬(wàn)平方千米的內(nèi)的160萬(wàn)人將要遭殃，一時(shí)間人心惶惶。
2011年，朝鮮邀請(qǐng)了一些地質(zhì)學(xué)家對(duì)長(zhǎng)白山進(jìn)行研究，其中包括英國(guó)劍橋大學(xué)的火山學(xué)家 Clive Oppenheimer、倫敦大學(xué)的地震學(xué)家 James Hammond、美國(guó)地質(zhì)學(xué)家 Kayla Iacovino。他們組成了上文提到的國(guó)際課題組。
Clive Oppenheimer 和朝鮮團(tuán)隊(duì) 圖片來(lái)源：KAYLA IACOVINO
而在2010年，在發(fā)表在 Science 上的一篇報(bào)道中，韓國(guó)科學(xué)家稱(chēng)長(zhǎng)白山在2010年6月有活動(dòng)跡象，懷疑長(zhǎng)白山下的地殼已經(jīng)部分熔化，可能導(dǎo)致大爆發(fā)。
那一年，釜山大學(xué)地質(zhì)學(xué)教授尹成孝表示，如果長(zhǎng)白山再次爆發(fā)，很有可能引發(fā)“世紀(jì)大災(zāi)難”。為此他督促長(zhǎng)白山附近的國(guó)家聯(lián)合起來(lái)做出行動(dòng)。但是我國(guó)科學(xué)家卻否定了這一點(diǎn)。
無(wú)論如何，對(duì)長(zhǎng)白山進(jìn)行研究是非常有必要的。用得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的地震學(xué)家 Stephen Grand 的話(huà)來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)白山“發(fā)生破壞性爆發(fā)的可能性是真實(shí)存在的?！?/p>
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