富士山大震与火山活动：冰川消长和海平面升降惹的祸

                 杨学祥，杨冬红（吉林大学）

      关键提示：  日本富士火山和强震频发的统计规律是发生在暖期高峰时期和冷期高峰时期，值得相关部门关注。寒冷造成的冰盖增长和海平面下降，将产生洋壳上升和载冰陆壳下降，形成规模不等的地壳均衡运动，是地震火山发生的主要力源。

      同理，温暖期造成的冰盖融化和海平面上升，将产生加载的海洋地壳下沉，卸载的原冰盖陆壳上升，形成洋壳下降和陆壳上升的均衡运动。

      潮汐调温效应使地球的温暖期从小冰期末期一直持续到二十四世纪，而后随着潮汐的增强，地球的气候将逐渐变冷。变冷高峰在3107-3452年。所以，2020-2300年全球变暖高峰和3107-3452年小冰期高峰是日本富士山火山和地震频发的危险期。

       关键词: 气候变化, 地震火山周期, 地壳均衡, 冰期，全球变暖

        又一灾难即将降临日本？47万民众恐遭遇不幸

       2020年已经过去一大半了，但世界各国依旧没有恢复正常生活，很多国家还在努力抗疫，然而除了对抗这个全球公共卫生事件之外，还有部分国家需要警惕天灾的发生，地震、洪水等自然灾害已经在许多国家上演。

       此前，专门研究灾害以及危机管理的日本大学教授高桥学表示，4月末时日本发生多次地震，极有可能是南海海沟地震和首都直下型地震同时发生的“超级南海地震”的前兆，一旦这两种地震发生，将会对日本造成致命的打击，届时将会导致47万人无辜丧命。据悉，驻日美军在获悉这个消息后，已经做好了随时撤离的准备。

       自今年以来，日本的茨城县、千叶县、鹿儿岛等地就频繁发生地震，日本内阁专家经过仔细研究考量之后决定把这个消息公之于众，称未来日本可能会迎来一次9级以上的大地震，而千岛海沟附近地区很可能面临9.3级以上的大地震。更重要的是地震引起的巨型海啸，才是日本民众将面临的灾难。

       高桥学介绍，上世纪日本一共发生过四次大地震，每次遇难人数都在千人以上，分别在1943年、1944年、1945年以及1946年，这四次地震的产生均是因为太平洋西北部的菲律宾海板块从南向北挤压导致的，如今日本面临的情况就和1946年南海地震前的情况极为相似。

       除此之外，高桥学还警告称，不但是西日本的太平洋海域有可能发生地震，首都直下地震同样随时可能发生，意思就是首都东京的正下方会发生地震。这种地震有一个特点，就是破坏性极大。高桥学表示，前不久东京湾一下午就发生了7次以上震源为20千米的地震，这是有地震记录以来的第一次。如果真的发生首都直下型地震，将会引发海啸，而且由于东京地势较低，即便是小规模的海啸，也会造成巨大危害。

       高桥学强调，这两种地震，无论哪一种对日本的打击都是致命的，根据推算，一旦爆发，死亡人数将会超过47万人，进而引发更大的灾难。因此高桥学呼吁日本现在不光要抗疫，还应为可能发生的地震做准备。那号称日本坚实后盾的美军将作何反应呢？此前日本爆发洪灾时美军都没有施以援手，这次都要危及自身性命了，自然也不会例外。一旦灾难降临，美军定会头也不回地卷铺盖走人。

http://sa.sogou.com/sgsearch/sgs_tc_news.php?req=cO8SxNc8MT1ZuIO89PJZuIb8YOQMhtc4aBlyXAu3u2I=&user_type=1 

       富士山大震与火山活动密切相关

      富士山其实是一座休眠火山。据传是公元前286年因地震而形成的。自公元781年有文字记载以来，共喷发过18次，最后一次是1707年，此后变成休眠火山。1707年的喷发是由于地震引起，而当时的地震有8.4级。

https://baike.sogou.com/v25129.htm?fromTitle=%E6%B4%BB%E7%81%AB%E5%B1%B1

      对于富士山火山爆发周期没有详细的记录，但是其爆发会与地震有关。富士山最近一次喷发是在300多年前，那次喷发前就发生过地震。1707年，日本西南部地区曾发生过一次大地震，名为"宝永地震"，它的震级约为里氏8.5级。一个月后富士山发生了喷发。根据资料记载，1707年富士山爆发所喷出的岩浆，火山灰等物质多达8亿立方米，在川崎落下的火山灰都积有5厘米厚。地震与火山爆发导致约2万人死亡，6万多间房屋损毁。

      日本在2011来3月11日发生的9级大地震，受到这次地震的影响，日本静冈县东部15日深夜发生里氏6.4级强烈地震，有日本专家担心该次地震会引起富士山火山爆发。

https://www.bbaqw.com/cs/181949.htm

       富士山火山喷发的历史记录

       在末次冰期结束之后的约1万1千年前，在古富士山顶西侧开始喷发，喷出大量熔岩。由这些熔岩形成了现在富士山的山体也就是新富士。

　　1万1千年前至约8,000年前的3,000年间，新富士的山顶开始喷出熔岩的时期。山顶部最后的爆发性喷发是在2300年前，那之后便没有再喷发过，但是长尾山及宝永山等侧火山的喷发还是时有发生。

　　延暦19年-21年(800年-802年)发生了延暦喷发，贞观6年(864年)喷出了青木原树海熔岩流，发生了贞观大喷发。最后一次富士山喷发是在宝永4年(1707年)发生的宝永大喷发，喷发的烟雾上升到了地球的同温层，在江户堆积了约4cm的火山灰。此外，由宝永大喷发形成了富士山山体上的宝永山。之后一直对富士山进行着火山性的地震及喷发的观测，不排除今后喷发的可能性。

http://www.tianqi.com/toutiao/wenhua/10573.html

      冰川消长和海平面升降惹的祸

       Wu和Peltier（1983）估计北半球劳仑泰德冰盖和斯堪的纳维亚的冰盖于18000年前开始融化，快速融化始于13500年前到7000年前，7000-5000年前间的冰融量减少。Jaritz和Ruder（1977）绘出莫桑比克全新世海面变化曲线，10000-8000年前期间海面以每百年2.65米的速率快速上升，8000-6000年前期间海面上升速率明显减慢，将为每百年0.47米。6000年前海面达到最高点，高出现代海面2.5米。此后海面缓慢下降至现代海面位置[1]。

       1万1千年前至约8,000年前的3,000年间，新富士的山顶开始喷出熔岩的时期，正是北半球劳仑泰德冰盖和斯堪的纳维亚的冰盖快速融化时期，是末次冰期之后气候变暖的高峰。

       温暖期造成的冰盖融化和海平面上升，将产生加载的海洋地壳下沉，卸载的原冰盖陆壳上升，形成洋壳下降和陆壳上升的均衡运动。高原山地冰川的融化和海平面上升是日本富士火山和地震频发的主导力源。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-935165.html

（千年）

图1 鹿回头地区全新世海平面变化曲线

       按照冰川地壳均衡原理，在大冰期，100-200米厚度的海水层变为两极冰盖和大陆山地冰川，加载使大陆地壳下沉，卸载使海洋地壳上升；在温暖期，情况正好相反。陆海地壳的反向运动导致强烈的地震火山活动（见图2）。

图2 冰盖消长和海平面升降导致的地壳均衡运动

       学者叶山认为，明清小冰期的气候变化幅度具体是怎样的，目前根据不同的研究方式和数值模拟方式，并无定论。首先我们可以看看王会昌（1992）《中国文化地理》中的气温vs朝代的图表：

 图3  近5000年中国气候变化

      图3是中国历史地理界非常经典的图，最初来源是竺可桢的研究，其中的冷IV期就是明清小冰期。我们可以看到，这次低温期如果从广义上来看，其实从宋末就开始了。如果再推广一点，说它从唐末五代开始的也不为过。唐朝后期，中国历史上的暖III期步入尾声，气温开始下滑、降水量也在下滑，到了宋朝，中国进入了冷III期，最著名的记载就是公元1111年太湖完全结冰。宋朝长期面临北部边界的压力（来自辽、西夏、金等），其实和北方气候转冷、游牧民族必须南下定居、甚至建立汉化的中原王朝不无关系。南宋后期到元朝，有一段气温回升的暖IV期，但这个温暖期是否存在其实是有争议的，就算存在，也只是相对温暖，和商朝、秦汉、隋唐这前三个温暖期比，它的温度并不高。在元朝，气候再度转冷，进入了冷IV期。不过，这一寒冷期的开始时间发生在欧洲人的殖民以前，它开始的时候，欧洲还是中世纪，因此它肯定是和殖民活动无关的。如果把条件稍微控制得严格一点，我们也可以说明清小冰期的高潮部分是明朝后期开始的。上面的图中，我们可以发现气温曲线在1600年前后（万历年间）有个明显的下行。这一次的气候变化也在一定程度上导致了明朝的灭亡，也确实是和欧洲人在美洲的殖民活动，在时间上是吻合的。

      根据这张图，明清小冰期的降温幅度在1-2摄氏度之间。如果按照比较基准线（现在的温度），明清小冰期的最大降温幅度在2度左右，如果只看1600年前后的那次降温，降温幅度在1摄氏度左右。另外，明末这次降温的速度非常的快，短短四五十年，气温就下降了1摄氏度。

       延暦19年-21年(800年-802年)发生了延暦喷发，贞观6年(864年)喷出了青木原树海熔岩流，发生了贞观大喷发。它们对应中世纪暖期。

       最后一次富士山喷发是在宝永4年(1707年)发生的宝永大喷发。它对应小冰期高峰期。

       冷暖气候交替产生的地壳均衡运动，是日本富士火山和地震频发的主导力源。

       今后300年全球变暖高峰是日本富士火山和地震频发的危险期

       2000年查尔斯•季林（Keeling）提出，强潮汐把海洋深处的冷水带到海面，使全球气候变冷，形成的全球气候波动周期大约为1800年。在十五世纪小冰期时期，潮汐强度为最大值，以后开始减弱，直到3100年潮汐强度又将达到最大值。潮汐调温效应使地球的温暖期从小冰期末期一直持续到二十四世纪，而后随着潮汐的增强，地球的气候将逐渐变冷。潮汐高低潮还有200年左右的明显周期变化。其中，1425年、1629年两次峰值对应小冰期时期，1770年的峰值对应18世纪的低温，1974年的峰值对应20世纪70年代的气候变冷。特别是潮汐54-56年周期（与太平洋十年涛动的50-70年周期对应），在全球气候变化中有非常明显的作用。

图 4  潮汐强度1800年气候变化周期（据查尔斯•季林，2000）

      冰川地壳均衡运动是日本富士火山和强震频发的主因 

       日本富士火山和强震频发的统计规律是发生在暖期高峰时期和冷期高峰时期，值得相关部门关注。寒冷造成的冰盖增长和海平面下降，将产生洋壳上升和载冰陆壳下降，形成规模不等的地壳均衡运动，是地震火山发生的主要力源。

       同理，温暖期造成的冰盖融化和海平面上升，将产生加载的海洋地壳下沉，卸载的原冰盖陆壳上升，形成洋壳下降和陆壳上升的均衡运动。

潮汐调温效应使地球的温暖期从小冰期末期一直持续到二十四世纪，而后随着潮汐的增强，地球的气候将逐渐变冷。变冷高峰在3107-3452年。所以，2020-2300年全球变暖高峰和3107-3452年小冰期高峰是日本富士山火山和地震频发的危险期。

参考文献

1.       马宗晋, 杜品仁. 现今地壳运动问题[M]. 北京: 地质出版社, 1995, 10: 99-102.

2.       Keeling C D, Whorf T P. The 1800-year oceanic tidal cycle: A possible cause of rapid climate change [J]. PNAS, 2000, 97(8): 3814-3819.

3.       杨冬红，杨德彬，杨学祥。地震和潮汐对气候波动变化的影响。地球物理学报。2011，54（4）：926-934. Yang D H, Yang D B, Yang X X, The influence of tides and earthquakes in global climate changes. Chinese Journal of geophysics (in Chinese), 2011, 54(4): 926-934

4.       郭增建, 郭安宁, 周可兴. 地球物理灾害链[M]. 西安地图出版社, 2007: 111-114,146-158.

5.  杨冬红，杨学祥. 全球气候变化的成因初探. 地球物理学进展. 2013, 28(4): 1666-1677. Yang X X, Chen D Y. Study oncause of formation in Earth’s climatic changes. Progress in Geophysics (inChinese), 2013, 28(4): 1666-1677.

6. 赵希涛，杨达源。全球海面变化。科学出版社，1992。118，108，74。

7. 杨学祥, 陈殿友. 地球差异旋转动力学,  长春：吉林大学出版社,1998

8. 汪品先，翦知湣。寻求高分辨率的古环境记录。第四纪研究。1999，（1）：1~17

9. 徐道一, 杨正宗, 张勤文, 等. 天文地质学概论[M]. 北京: 地质出版社, 1983: 117, 119, 155.

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-638017.html

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