研究新发现：气候变化会反过来影响地震火山活动

                              杨学祥，杨冬红

（吉林大学）

摘要：一直以来，火山喷发可以在短期内影响气候已经得到公认。不过近日德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心（GEOMAR）与哈佛大学的研究人员共同研究发现，气候反过来也可以影响火山活动。我们在2011年建立了地震和气候相互影响的地球物理模型，地震火山活动和气候的相互影响具有普遍意义。

关键词：地震；火山；气候；厄尔尼诺；冰川地壳均衡

一、研究发现：气候变化会反过来影响火山活动

一直以来，火山喷发可以在短期内影响气候已经得到公认。不过近日德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心（GEOMAR）与哈佛大学的研究人员共同研究发现，气候反过来也可以影响火山活动。

1991年爆发的菲律宾皮纳图博火山是20世纪最强的一次火山爆发。它将约5立方千米的火山灰喷射到了18到30千米的高空，还喷出超过2000万吨的二氧化硫，给平流层注入大量的气溶胶。由于大气中含有火山灰和其他粒子，对阳光反射比以前要强。该火山爆发后的最初几年，全球气温下降约0.5摄氏度。火山活动影响短期气候可见一斑。

而反过来，气候也会在更长时间内系统地影响全球范围内的火山喷发。这一全新的概念来自于德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心和哈佛大学的联合研究。科学家们从过去100万年左右太平洋大规模的火山喷发中发现了这种关系的有力证据。相关研究发表在近期的国际期刊《地质学》上。

这一发现的基础是基尔特别研究领域（SFB）的工作，其中包括对中美洲火山十多年的深入考察。“从中我们获得了过去46万年火山喷发重建的海底火山灰层。”基尔海洋研究中心的火山学博士斯特芬·库特罗尔夫说。他从一开始就参加了该特别研究领域的工作，并发现火山活动有一个明显的大爆发时期。

科学家惊奇地发现，火山活动频繁期略为延迟地跟在全球温度升高和相关的快速融冰之后。为了使这一发现基于更广泛的基础之上，库特罗尔夫博士和他的同事们检测了整个太平洋地区的钻芯取样。这些取样来自于国际综合大洋钻探计划（IODP）及其前身的项目，取样覆盖约一百万年的地质历史。“事实上，我们在这些钻芯取样中发现了同样的模式。”同样参与目前研究的基尔海洋研究中心地球物理学家马里昂·杰根博士说。

通过地质计算机模型的帮助，他们终于找到了答案。“在全球气候变暖的时期，陆地上冰川的融化相对较快，同时海平面在上升。于是在很短时间内大陆板块承受的重量变小，海洋构造板块承受的重量变大。因此，地球内部的压力上升，导致地壳出现更多的能让岩浆上升的通道。”杰根博士解释说。

而地球变暖的冷却过程则要慢得多，所以他们不会产生太大的地下压力变化。库特罗尔夫博士说：“如果人们遵循自然的气候周期，我们目前确实处在一个温暖阶段的末期。因此火山比较安静。至于人造气候变暖将会如何，就目前的研究水平人们还无法预见。”（记者李山）

http://www.weather.com.cn/climate/qhbhyw/12/1761773.shtml

二、更早的研究发现：气候变化会反过来影响地震火山活动

厄尔尼诺是全球气候变化最强烈的信号，早在2004年我们就发表了厄尔尼诺和地震火山活动相互作用的成果^[1]。

1．  厄尔尼诺事件影响地震火山活动的机制：太平洋地壳“跷跷板运动”

周春平综合WyrtkiK.(1982)、王宗山等（1990）、张先恭等（1990）、林传兰（1991）、蔡亲炳等（1993）的研究成果，总结了赤道太平洋海面高度的变化与El Nino事件的密切关系。在El Nino期间海平面高度变化一般有四个发展阶段：第一阶段，El Nino前期由于信风加强，暖水在西太平洋堆积，斜温层变深，西太平洋海面高度一般可高出常年平均20~750px，相反东太平洋海水高度比常年平均低20~750px，形成“西高东低”的形势；第二阶段，El Nino事件爆发的当年，西太平洋海面高度迅速下降到正常高度以下，暖水以开尔文波的形式向东传播，而东太平洋的海面高度迅速上升到正常高度或以上；第三阶段，在El Nino盛行阶段，西太平洋海面高度强烈地降低，东太平洋海面高度强烈地上升，这时暖水仍以开尔文波的形式不断地向东传播，到达南美沿岸，然后反射，以罗斯贝波向西传播，整个赤道太平洋海面高度形成“东高西低”的形式；第四阶段为海平面高度恢复阶段，在El Nino衰退过程中，西太平洋暖池海面高度逐渐恢复到正常高度，东太平洋海面高度则下降到正常高度^[2]。

赤道信风使暖水集中在赤道西太平洋，冷水集中在赤道东太平洋，温差为3~9^oC，高差为40~1500px^[2]、。当厄尔尼诺到来时，情况发生逆转。由于地壳均衡原理和水均衡作用，东西太平洋地壳在厄尔尼诺前后至少分别升降13~20cm，引发地震活动和火山活动。厄尔尼诺引发的地壳均衡运动具有东西太平洋地壳反向升降的特点。我们称之为太平洋地壳“跷跷板运动”，与南方涛动的气压变化跷跷板现象一一对应。它是微力放大的典型事例,即较小的东西赤道太平洋上空气压反向变化,增强或减弱赤道信风,引起东西赤道太平洋海面的反向变化和相应的地壳均衡运动。

图1 厄尔尼诺事件和太平洋地壳跷跷板运动.

Fig 1. El Nino event and “seesawmovement” in Pacific Crust

如图1 所示，当赤道信风使西太平洋海面增高和东太平洋海面降低时，西太平洋地壳下降，形成海沟处的消减带，挤压地下流体上喷形成西太平洋暖池，或向西部大陆和东部大洋的地壳下流动，形成岛弧火山和大陆火山；东太平洋地壳相对抬升，使东太平洋海隆和沿岸断裂带张开，岩浆和热气喷出，形成海底火山，加热海水及其上方空气，降低大气压，减弱赤道信风，使太平洋西部暖水东流，形成厄尔尼诺。信风减弱使东太平洋海面增高和西太平洋海面降低，东太平洋地壳下降，使东太平洋海隆闭合下降,挤压地下流体向东部大陆和西部大洋的地壳下流动，挤压新生大洋地壳向大陆地壳之下运动；西太平洋地壳相对抬升，使西太平洋岛弧断裂张开，岩浆喷出，形成陆地火山。若火山在中太平洋莱恩群岛一带喷发，则会出现中太平洋表面海水首先增温的情况^[3]。

科里奥利力使上升物体西移，下降物体东移^[4]。所以，西升东降的断裂处于引张状态，有利于火山喷发（图1中a情况）；东升西降的断裂处于挤压状态，不利于火山喷发（图1中b情况）。这是厄尔尼诺发生后火山活动逐渐变弱的原因。赤道大陆火山喷发时，炽热的火山灰升入高空，在赤道信风和科氏力作用下向西飘移，使大气受热膨胀自转变慢，增强赤道信风；而冷却的火山灰云团收缩、下降并在科氏力作用下向东飘移，减弱太阳辐射，使大气对流层变冷收缩自转变快，增强赤道西风，减弱赤道信风。赤道陆地火山喷发是厄尔尼诺发生的延迟因子，赤道海底火山喷发是厄尔尼诺的激发因子。

2．  火山地震活动和厄尔尼诺相互影响的证据

厄尔尼诺与火山地震活动密切相关。对1763年以来的19次强厄尔尼诺事件进行的统计表明，70%以上的厄尔尼诺事件都发生在太平洋地震活动年，特别是1900年以来的7次强厄尔尼诺事件几乎无一例外地全都出现在太平洋地震活动年^[5];70%以上的厄尔尼诺年都为火山活跃年^[6]。1990年战淑芸根据地震统计资料得出赤道东太平洋海水增暖的年份全球地震增多的结论。1950~1979年期间，共有15个暖水年，其中12年均发生了8级以上强震，几率高达80%。根据公元前2000～公元1979年重大地震统计结果，在厄尔尼诺年，地中海、土耳其至帕米尔、喜马拉雅东段、东南亚、中国大陆及日本、台湾一带为地震多发区；厄尔尼诺后一年，美洲西部太平洋沿岸一带为地震多发区，与东西太平洋海面反向变化相关^[7]。侯章栓等对近百年全球气候变化与外强迫因子信号检测结果表明，火山活动是影响ENSO的最重要外强迫因子^[8]。它不但揭示了地球流体、构造活动与气候变化的关系，而且使厄尔尼诺的海底火山说^[9]、引潮力说^[4]和地球扁率变化说^[10]得到有力的支持。

火山喷发物到达的高度为1—40 km；持续时间为几星期至10多年。低纬度火山喷发能扩散到全球，在中高纬度保持最大浓度，最后在极冠落下。火山灰减弱太阳辐射，对中高纬度的影响最大。1963年3月印度尼西亚巴厘岛上的阿贡火山爆发，1980年5月美国圣海伦斯火山大爆发，造成次年太阳直接辐射减少量都在15%以上，使北半球平均温度下降。滞后于火山喷发18个月，我国有一个显著的低温期。1951年到1985年，我国东北地区有6个夏季低温冷害年，其中5年都发生在2级以上火山喷发后1－2年^[4]。建国以来，最严重的4个夏季低温冷害年为1957，1969，1972，1976年，与厄尔尼诺事件同时发生^[11]。低纬度地区火山喷发是厄尔尼诺事件发生的延迟因子^[12].

东太平洋海隆有加拉帕戈斯三合点，中太平洋莱恩群岛一带有活火山分布。太平洋暖池与地幔热气排放相关^[13]，海底火山在秘鲁和厄瓜多尔西边海域的加拉帕戈斯三合点和热点喷出会加速厄尔尼诺现象形成^[10]。海底火山比大陆火山要强烈得多，平均每年至少有100km³的岩浆溢出海底，释放的热能为4.5×10²¹J^[9]。模拟试验表明，冷水下沉和热水上升，都是沿类似热幔柱状的连续通道上下运动，与周围热交换极少，符合刘厚赞等模拟计算结果，即地幔排出的热液会很快覆盖海洋表面^[10]。海底探测资料表明，东北太平洋洋脊有两个地热排泄区，位于12~24^oN，110^oW和 40~50^oN，135^oW。大量岩浆由洋脊轴部溢出形成海底火山活动带。1982-1983，1986-1987，1991-1992年3次厄尔尼诺事件形成前这两个地热排泄区（1982-1983年只有其中一个）表层海水均有持续发展的海面水温（SST）正距平区^[9]。

证据显示从1964到1987年南方涛动五个最低值和沿东太平洋隆起从20^oS 到 40^oS插入式的地震活动之间相关. 这个地区包含了地球上最广阔的山脉体系之一, 巨大的能源在那里通过海底火山和热液活动释放出来.两个截然不同的现象——厄尔尼诺和地震群——不顾它们无规律的循环速率和周期, 看上去几乎是同时发生的. 同样, Daniel A. Walker (1995) 发现, 在过去最持久的六个厄尔尼诺与最反常的插入式地震活动相一致, 它们在1964到1992年沿东太平洋隆起从15^oS 到 40^oS同时发生. 根据海底火山作用和热液活动,东太平洋隆起从15^oS到 40^oS地区是地球上有据可查的最活跃地区, 在这个地区微小相同的变化或大气压力范围的转移对引发厄尔尼诺的作用是公认的.如果这个地区的热活动没有被海洋覆盖, 这些活动将被认为是引起厄尔尼诺的重要因素^[14].

3．  地震火山活动与气候相互影响的数理模型

2002年郭增建提出“深海巨震降温说”：海洋及其周边地区的巨震产生海啸，可使海洋深处冷水迁到海面，使水面降温，冷水吸收较多的二氧化碳，从而使地球降温近20年。20世纪80年代以后的气温上升与人类活动使二氧化碳排放量增加有关，同时这一时期也没有发生巨大的海震。巨震指赤道两侧各40^°范围内的Ms 8.5级和大于Ms 8.5级的海震^[10]。郭增建等人指出，9级和9级以上地震与北半球和我国的气温有很好的相关性^[15，16]。这是地震影响气候变化的一个地球物理机制。同样，气候变化也会影响地震火山活动。

1889年以来，全球大于等于8.5级的地震共24次。在1889-1924年“拉马德雷”“冷位相”发生6（国外数据：2）次，在1925-1945年“拉马德雷”“暖位相”发生1（1）次，在1946-1977年“拉马德雷”“冷位相”发生11(7)次，在1978-2003年“拉马德雷”“暖位相”发生0次，在2004-2012年“拉马德雷”“冷位相”已发生6次。规律表明，拉马德雷冷位相时期是全球强震的集中爆发时期和低温期。2000年进入了拉马德雷冷位相时期，2000-2030年是全球强震爆发时期和低温期。我们在2006年就做出了准确的预测^[17]。

表1  1890年以特大地震和PDO冷位相对应关系

注: 括号内为1900年以来国外数据，？表示预测

强震与全球气候变化关系的地球物理解释是：全球变暖导致的海平面上升，破坏了地壳的重力均衡，引起加载的海洋地壳均衡下沉，由此而引发的深海强震和海啸又将迫使深海冷水上翻到海洋表面，从而将会引发全球变冷。这就是大自然的自调节作用^[18，19]。全球气候变化的周期有50-60年拉马德雷周期，200年太阳黑子超长极小期，1800年潮汐长周期，以及2、4、10万年冰期周期^[20]。

在10万年的冰期中，全球变暖导致的海平面上升，破坏了地壳的重力均衡，引起加载的海洋地壳均衡下沉（如同轮船加载，吃水线加深一样），由此而引发的深海强震和海啸又将迫使深海冷水上翻到海洋表面，从而将会引发全球变冷；全球变冷导致海洋100-200m海水层变为两极2000m厚的冰盖，将地壳压扁，形成赤道圈最大的径向张裂，喷出岩浆，形成海洋锅炉效应，导致全球变暖。这就是大自然的自调节作用，它增强了天文冰期理论的可靠性^[17]。

根据地质学的地壳均衡理论（单位均衡面上的物质柱体质量相等），大陆冰盖融化，负载减少，大陆地壳要均衡上升；海平面上升，负载增大，海洋地壳要均衡下降。斯堪的纳维亚半岛在1万年前有2000米厚的冰盖融化，已经均衡上升了500米，并将继续上升200米。同样，全球平均海平面上升了130米，洋壳均衡下降了43米（地壳与水的密度比大约为3：1）。所以，斯堪的纳维亚半岛并没有因为海平面上升而被淹没。对于没有冰盖的大陆，海平面的实际上升仅87米，减少了三分之一。洋壳下降挤压下方岩浆流向大陆地壳底部，使沿海大陆均衡上升。由于地球表面是球面，洋壳下降，球面半径缩小，洋壳将插入到大陆地壳之下，使大陆边缘受到挤压和抬升。

气候变化导致的冰川期与温暖期交替，形成地表巨量海水（大约100-200米深海水层变化）在两极冰盖、大陆冰川和大洋海盆之间往返转移，相应的地壳均衡运动迫使地下软流层发生反向流动，推动地壳运动，达到地壳重力均衡。在地球的球面上，地壳均衡不仅能产生地壳的垂直运动，而且能产生地壳水平运动^[18]。

气候变化导致的冰川期与温暖期交替，形成地表巨量海水（大约100-200米深海水层变化）在两极冰盖、大陆冰川和大洋海盆之间往返转移，相应的地壳均衡运动迫使地下软流层发生反向流动，推动地壳运动，达到地壳重力均衡。在地球的球面上，地壳均衡不仅能产生地壳的垂直运动，而且能产生地壳水平运动^[19]。

由图2中可以看到，两极生成的巨厚冰盖可以压裂地壳，形成两极地壳下沉和赤道地区的最大张裂；冰盖消失后，形成两极地壳的上升和赤道地区的挤压。相同的圆心角在不同半径的球面所对应的弧长是不同的，由于海水增加，海洋地壳AB弧下降到CD弧时，圆心角变大，只能发生两种结果^{[18, 19]}：

其一、大洋地壳AB弧的多余部分插入大陆地壳之下，形成俯冲消减带，是地震频发的地区，其类型为环太平洋俯冲消减带和地震火山带。

其二、大洋地壳AB弧的多余部分象楔一样劈开大陆，推动大陆向两边分离，由AB弧扩张到AE弧，其类型为大西洋两岸的快速扩张。

其三、反之，当海洋地壳CD弧上升到AB弧时，由于弧长增大，其增大部分BE弧就是海底扩张产生的新洋壳。

            a 大洋海水减少                            b 大洋海水增加

1-新洋壳，计算时因忽略了与陆壳连接部分，因而计算值比实际值小；

2-旧洋壳，插入大陆壳下或推动大陆分离部分。

     图 2  重力均衡造成的垂直运动和水平运动（据杨学祥，1988）^[18，19]

当全球变暖使海平面上升积累到一定高度时，地壳均衡使洋壳下降收缩，强烈的挤压导致环太平洋地震火山带8.5级以上强震频发，形成拉马德雷冷位相；当全球变冷两极冰盖增大使海平面下降到一定高度时，地壳均衡使洋壳上升在大洋中脊处扩张，这是强震在拉马德雷暖位相较少，甚至不发生的原因。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-636574.html

地震活跃期划分标准在于能准确反映地震发展趋势，为防震减灾提供可靠依据。

2004年12月26日印尼苏门答腊9.1级地震预示全球进入地震活跃期。

地震具有一定的时空分布规律。从时间上看，地震有活跃期（拉马德雷冷位相）和平静期（拉马德雷暖位相时期）交替出现的周期性现象。

从空间上看，地震的分布呈一定的带状，称地震带，主要集中在环太平洋和地中海—喜马拉雅两大地震带。太平洋地震带几乎集中了全世界80%以上的浅源地震(0千米～70千米)，全部的中源(70千米～300千米)和深源地震，所释放的地震能量约占全部能量的80%。

强震导致陆海连接处环太平洋断裂带的形成，地下岩浆沿断裂带裂缝上升，这是环太平洋地震带和环太平洋火山带地震火山最为强烈的原因，也是气候变化影响地震火山活动的数理模型。德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心（GEOMAR）与哈佛大学的研究人员共同研究发现，气候反过来也可以影响火山活动。这为我们的观点提供了长周期的证据。

三、全球气候变暖会引发地震和火山爆发

　　科学画报6月14日报道 2010年4月14日7时49分，青海省玉树藏族自治州玉树县发生里氏7.1级地震。到目前为止，地震已造成2200多人死亡，上万人受伤。与此同时，冰岛埃亚菲亚德拉冰盖冰川附近的一座火山喷发，不仅使部分冰川融化引发洪水，冲毁了附近道路和桥梁，而且产生的大量火山烟尘严重地影响了欧洲的空中交通，多国机场被迫关闭。对于接连发生的地质灾难，有人说，全球气候变暖会导致更多的强地震和火山爆发；也有人说，气候变化和地震、火山活动之间不存在任何联系。那么，全球气候变暖真的会引发地震和火山爆发吗？

　　气候变化疑似祸首

　　早在2004年12月，印度洋海啸发生后的几天内，互联网上就充斥着各种关于气候变化导致这次海啸的讨论。不少人认为，由于全球气候变暖，使得地下的岩浆升温，地球的温度升高，从而造成地震、海啸和火山爆发。不过，科学家至今没有找到印度洋海啸的发生与海水面升高之间有直接联系的证据。

　　虽然气候变暖引发地震和火山爆发的理论有些牵强，但是其中包含的一些理论还是值得人们思考，即气候变化与极端的地质事件是紧密联系在一起的。英国气候学家理查德?贝茨说：“这是一个全新的学术研究课题，可能会取得有趣的结果。之前我们假定气候变化和这些事件无关，但不妨推测两者之间其实可能存在一些关系。从长期、大量的气候变化研究中，可能会看到一些效果。”不过，贝茨表示，目前没有证据显示当前的全球平均气温上升与中国的地震和冰岛的火山爆发有关。

2009年9月，英国伦敦曾召开了一个关于“气候对地质和地貌的影响”的研讨会。与会专家认为，气候变化会打破地球的微平衡和诱发地质灾害。他们指出，在远古时代，大气的巨幅升温就曾和地质变化有关。对于未来几十年的全球气候变暖会不会导致类似的地质变化，虽然目前下定论还为时过早，但是已经有足够的证据说明必须严肃对待这个问题。如果全球气候变暖不能被遏制的话，人类面临的绝不仅仅是一个更加炎热的未来，而且是一个地质灾害频发的未来。

　　水与冰对地壳的影响

　　地质学家指出，气候和地壳之间的相互联系主要是通过地球上的水－冰转换进行的，水和冰给予地壳的压力是需要考虑的主要因素。1立方米的水质量为1吨，而1立方米冰的质量为0.9吨。如果向地面倾倒1000米厚的冰盖，或者从海洋中移去等体积的水，都会造成地壳岩石所受到的压力和张力的变化。因此，水和冰在地壳上的改变会引起地震和火山爆发自然并不奇怪。

　　一般情况下，地面上的水和冰对地壳的作用并不明显。但是，如果出现一些极端的、突发性的气候变化，这种作用就会变得明显，比如在冰期的开始和结束，再比如我们面临的未来的全球气候变暖。在这样的情况下，岩石所受到的压力和张力会发生较大的改变，其内部的力的平衡被打破，就很容易引起地震和火山爆发。

　　类似的事情在地球历史上发生过多次。在过去的65万年中，地球上大约出现过7次较大的冰期，当时南北两极的冰盖大大超过今天。由于大量的水被冻在海洋中和大陆上，水资源在地球上的分布大大改变，海水面大幅下降。其直接后果就是地壳所受到的压力和张力发生改变。当冰盖融化时，水在地球上再次被重新分配，而地壳所受到的压力和张力又随之发生变化。在这些频繁的变化中，地壳很容易产生新的断层并诱发更多的地震。

1970年，澳大利亚国立大学的约翰?查普尔研究了冰期的循环与火山爆发频率的关系。从最近一次冰期结束（距今1万年前）地球开始变暖算起，冰岛经历了4次剧烈的火山爆发，这被认为是冰盖融化导致地壳内的岩浆所受到的压力变化的结果。美国北卡罗来纳大学的研究人员对美国加利福尼亚州北部地区进行研究发现，过去80万年中这里也出现过类似的事情。此外，在美国喀斯喀特山脉和安第斯山脉中的中纬度冰川的进退也与火山活动的增强有着一定的联系。

　　地震活动与火山爆发有点相似。瑞典科学家指出，在过去的冰期中，地壳所受的压力和张力的平衡发生变化，触发了斯堪的纳维亚半岛上的地震，类似的事情在苏格兰和北美也都曾发生。此后，加拿大科学家进一步指出，这种效应在今天依然存在。他们特别说明，北美大陆应力的回弹可能是1811－1812年之间美国新马德里大地震的主要原因。

　　气候变暖不容忽视

　　在今天，全球气候变暖的影响开始显现出来。2004年，美国国家航空航天局的地球物理学家珍妮?索伯和美国地质调查局的地质学家布鲁斯?莫尔纳指出，阿拉斯加州西南部的冰川快速消融使得该地区地壳所受到的压力发生变化，从而导致了1979年当地的7.2级大地震。“这种事情将来还会继续发生。”他们警告说，“在那些与阿拉斯加州相似的地区，评估地震威胁的时候，必须将地震和冰川融化之间的联系考虑进来。”这对那些冰川和断层并存的地区具有很重要的意义，比如阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉、落基山脉、安第斯山脉以及新西兰的南阿尔卑斯山脉。

　　在格陵兰岛的大陆架上还存在一个特别的问题。冰盖的融化会导致海底所受的压力发生变化，有可能触发地震。而在这个地区的大陆边缘存在着数量巨大的沉积物，一旦发生地震，必然造成海底滑坡，进而引起巨大的海啸。一旦这种事情发生，其规模将与8000年前在挪威西海岸发生的由海底滑坡所造成的海啸不相上下。挪威西海岸发生的那次海底滑坡被认为是由一次海底地震引起的，造成了三次巨大的沉积物滑坡，继而引发了巨大的海啸，在苏格兰北部的设得兰群岛附近形成了20米高的海浪，在苏格兰东岸也形成了6米高的海浪。目前，这个地区很稳定，但格陵兰岛的这些沉积物却存在很大的风险，有可能重蹈覆辙。

1997年，伦敦大学学院的比尔?麦圭尔领导的研究小组分析了从沉积物的岩心中获取的数据后指出，过去8万年间地中海的海水面变化与火山爆发的强度有直接的关系。最强烈的火山爆发事件恰恰发生在过去15000年中海水面一直上升的时期，而且这并不是一次区域性的事件。新汉普郡大学的研究人员已经从格陵兰冰盖的冰芯中找到了同时期火山爆发的证据。

　　冰盖融化和海水面上升还意味着以前暴露的大陆边缘将被海水淹没。在最近一次冰期结束的时候，大部分主要的海盆边缘的断层异常活跃，并触发地震，还在洋底引起了巨大的滑坡。目前，研究人员已经在北大西洋盆地发现了27个这样的滑坡遗迹，其中很多被证实是由过去15000年间海水面上升触发导致的。

　　那么，这些地震、火山爆发或海啸是否会再次发生呢？索伯和莫尔纳的研究暗示，它们其实已经发生了。最近，英国南极调查局的研究人员注意到，格陵兰冰盖的加速融化和南极洲西部冰盖的崩塌可能是当今海水面升高的开端。这意味着在未来几个世纪内海水面将升高数米。这几乎和最后一次冰期结束后海水面上升的最快速度一致。也就是说，我们将来可能不仅仅面临着一个更加温暖的地球，还将面临着一个充斥着火山爆发和地震频发的地球。

　　对于火山而言，目前全世界依然活跃的600多座活火山中有57%分布在岛屿或者海岸线上，还有38%分布在海岸线附近250千米之内。这些活火山很容易受到压力的影响，而压力则可能来自极地冰盖融化引起的海水面上升。同样，大陆边缘也会因此提高地震发生的可能性，并引起一些不稳定地区的海底滑坡和海啸，如美国的东海岸、加利福尼亚州沿岸以及加勒比地区的北部。

　　科学家指出，冰盖融化和海水面上升还会引发一个较为严重的后果，即海洋沉积物中天然气水合物大量分解，造成大规模的甲烷释放。在海盆边缘的沉积物中储藏着大量的天然气水合物，由海水温度上升或者海水面上升引起的地震都会使它们分解并以甲烷的形式释放出来。虽然海水面升高，海底所受到的压力的变化在一定程度上有助于天然气水合物保持稳定，但是作为比二氧化碳更加厉害的大气保温气体，甲烷释放也会进一步促使全球平均气温上升。

　　事实上，并不是所有的火山爆发和地震都与气候变化有关。然而，随着时间的推移，人们很可能会看到越来越多的地质灾害因为气候的变化而产生。唯一令人欣慰的是，火山爆发会向大气中释放大量的二氧化硫气体，这可能使地表温度下降而减缓大气保温效应。

　　火山爆发竟是天气惹的祸

　　在白令海峡，有一座叫做巴甫洛夫的火山，它的爆发由天气控制。

　　巴甫洛夫火山的爆发几乎都发生在秋天和冬天。阿拉斯加火山观测站的史蒂夫?麦克纳特认为，这是因为寒冷天气下的低气压控制了该火山的爆发。按照麦克纳特的说法，气压降低会使巴甫洛夫火山附近的水平面上升30厘米，而暴风有可能将水面推得更高。他推测，高水面使火山受到更大的压力，继而把岩浆通过火山通道向上挤压，就像挤牙膏一样。因此，巴甫洛夫火山形成了有规律的喷发。

　　巴甫洛夫火山并不是唯一对环境变化非常敏感的火山。剑桥大学的本?马森和他的同事认为，大部分的火山对周围的环境都非常敏感。他们通过对1700－1999年间3000多次火山爆发的时间进行统计研究，总结出了地球上火山爆发与季节变化的关系，即发生在11月到次年3月之间的火山爆发比一年内其他时间更多。研究人员认为，这可能跟海水面随季节变化而变化有关。由于季节的冷暖变化，使得亿万吨的水在海洋和大陆之间转移。这种转移必然使地壳所受到的压力产生巨大变化，继而导致火山爆发。

　　一些因断层产生的地震同样对季节非常敏感。与巴甫洛夫火山相似，华盛顿卡内基研究院的地球物理学家将发生在台湾东部的一类“慢地震”（发震持续时间较长）与台风的超低气压联系起来。

研究人员推测，很多潜在的地质灾害都与洋流、海水面和气压的短期变化有关。在过去30年间，气候变化导致超出预期2倍多的热带气旋出现。强热带气旋具有更大的破坏力和影响力，更有可能引发地质灾害。

http://news.xinmin.cn/rollnews/2010/06/14/5247749.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-335334.html

德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心（GEOMAR）与哈佛大学的研究人员共同研究发现，气候反过来也可以影响火山活动。这为全球气候变暖会引发地震和火山爆发的观点提供了新的证据。

参考文献

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