历史上11次最强火山喷发的统计特征：集中发生在气候变冷时期

                       吉林大学：杨学祥，杨冬红

历史上11次最强火山喷发从64万年前的黄石公园超级火山开始，到1991年皮纳图博火山为止。

学者易朝路，崔之久，熊黑钢撰文指出，20世纪70年代以前,我国第四纪冰川冰期主要是根据第四纪冰川遗迹的侵蚀-沉积地貌特征和沉积物的物理化学风化程度的差异划分的相对年代;80～90年代开始有放射性碳和地衣法的测年;90年代以后,采用热释光和电子自旋共振技术测年,获得了我国第四纪冰川的一些数值年代,划分了5次冰期,其时代初步定为:小冰期Ⅲ（1871±20A.D.）,小冰期Ⅱ（1777±20A.D.）,小冰期Ⅰ（1528±20A.D.）;新冰期Ⅲ（1550±70aB.P.,1580±60aB.P.）,新冰期Ⅱ（2.8～2.5kaB.P.）,新冰期Ⅰ（3.1kaB.P.）;末次冰期Ⅳ（YD）（11.5～10.4kaB.P.）,末次冰期Ⅲ（24～16kaB.P.）,末次冰期Ⅱ（56～40kaB.P.）,末次冰期Ⅰ（73～72kaB.P.）;倒数第二冰期（相当于MIS6～10）,Ⅲ阶段（154～136kaB.P.）,Ⅱ阶段（277～266kaB.P.）,Ⅰ阶段（333～316kaB.P.）;倒数第三冰期（相当于MIS12～16）,Ⅱ阶段（520～460kaB.P.）,Ⅰ阶段（710～593kaB.P.）。未来的研究趋势是采用宇宙成因核素暴露年代方法和光释光技术在更大的空间尺度上对冰川地貌精细定年,分析第四纪冰川发育的空间差异和异时性机制。 

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所以，64万年前的黄石公园超级火山喷发在倒数第三冰期（相当于MIS12～16）,Ⅰ阶段（710～593kaB.P.）。

公元前1610年锡拉岛附近（VEI 7）火山喷发在新冰期Ⅲ（1550±70aB.P.,1580±60aB.P.）。

图1 中国历史气候（近8000年来一部分）

根据图 1，公元50年安布里姆岛（VEI 6 +）和公元450年伊洛潘戈火山（VEI 6 +）发生在中国小冰期时期。

根据表1，其余7次最强火山喷发都发生在小冰期时期或太阳黑子超长极小期（1991 年皮纳图博火山除外）。

据季林的计算，大约在1425年即小冰期的末期，潮汐达到了最大值，从那以后逐渐减弱，直到3107年潮汐又达到最大值。下次小冰期发生在3107年前后，是最强火山喷发的危险期。

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图2 中世纪暖期和小冰期

表1 公元1000-1991年 太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系

历史上11次最强火山喷发

201910/0718:37发箍坦率企鹅号

火山喷发是地质学专业术语，也是一种奇特的地质现象，地壳运动的一种表现形式，地球内部热能在地表的一种最强烈的显示。岩浆等喷出物在短时间内从火山口向地表的释放。由于岩浆中含大量挥发分，加之上覆岩层的围压，使这些挥发分溶解在岩浆中无法溢出，当岩浆上升靠近地表时，压力减小，挥发分急剧被释放出来，于是形成火山喷发。

从天气冷的皮纳图博火山爆发到印尼群岛上最高山峰之一的坦波拉火山的爆发，历史上曾出现过一些可怕的火山喷发。这种火山爆发威力是用1980年开发的火山爆发指数(VEI)来衡量的，它与地震的震级有几分相似。规模从1到8，每一个后续的VEI都是上一个VIE的10倍。

在过去的1万年里，没有任何一次火山爆发达到VEI-8，但是人类在历史上确实经历了一些强大且具有毁灭性的火山爆发。因为科学家们很难对同一类别的火山爆发的强度进行排序，在这里列出了在过去4000年里最强大的10座火山(在人类记录中)。首先根据强度排序，然后在每个类别中按时间顺序排列。让我们先从遥远过去记录下的震级为8级的超级火山喷发开始。

TOP1、64万年前的黄石公园(VEI 8)

黄石公园不仅有形态各异的让叹为观止的各种间歇泉，还有更加震撼人心的大峡谷，黄石公园这种独特的既有山的刚硬又有水的温柔的融为一处的自然风光，是吸引大批游客前来的最大原因。

大约64万年前，黄石公园发生了巨大的火山喷发，形成一个巨大的岩浆地下空洞，火山灰在几分钟内蔓延数千英里后这个空洞缓缓坍塌，形成一个四十五公里宽，七十五公里长的巨型火山口，火山口开始充满熔岩和沉积物，而这熔岩流的填充持续了数百年。有科学家们认为黄石最古老的大峡谷大约在十六万到十四万年前形成于岩石和沉积物中，这个古老的峡谷并不像今天可见的峡谷一样深，宽或长。现在的峡谷存在时间不超过一万到一万四千年，黄石河是造成峡谷和瀑布的最主要力量，黄石河始于公园以南的Yount Peak扬特峰的山坡上，行程超过600英里到达北达科他州的终点，在那里排入密苏里河，它是美国大陆最长的未经修建的河流。

整个黄石国家公园是一个在游客脚下的隆隆作响的活火山。它以惊人的强度爆发：早在210万年前，120万年前，以及最近的64万年前，这一地区发生了3次8级（VEI 8）的火山喷发。美国地质调查局称，三次灾难性的喷发将足够的火山灰和熔岩驱赶到了大峡谷。研究人员于2013年4月23日在《科学》杂志上报道称：在黄石公园的地下发现了一团巨大的岩浆，如果被释放的话，可能会填满大峡谷11次。

最近的三次超级火山喷发在这个公园形成了巨大陨石坑，这些陨石坑的直径有30×45英里(48×72公里)。美国盐湖城犹他大学的地震学家罗伯特·史密斯(Robert Smith)在之前的《生活科学》杂志上说：现在这样的超级火山喷发发生的几率约为每70万年一次。

TOP2、1600年Huaynaputina（VEI 6）

公元1600年秘鲁Huaynaputina火山喷发是过去1 000年全球最大规模的火山喷发之一

这是南美洲史上最大的火山喷发地点。这次爆炸造成的泥石流，远至太平洋，75英里(120公里)远，而且影响到了全球气候。1600年火山爆发后的夏天是500年来最冷的夏天。爆炸的灰烬掩埋了一个20平方英里(50平方公里)的地区，直到今天仍被覆盖着。

尽管在秘鲁的Huaynaputina海拔高达16000英尺(4850米)，但它还是有些不引人注目。它位于一个深峡谷的边缘，它的顶峰并没有与火山有关的引人注目的轮廓。1600年的大灾变破坏了附近的阿雷基帕和莫地瓜的城市。这些城市在一个多世纪后才完全恢复。

此次火山喷发在中国长江中下游地区的可能气候效应。经查阅中国历史文献,在《见闻杂记》、《袁宏道集》和明清地方志中发现了有价值的资料。此次火山喷发在长江中下游地区的气候效应可能表现得比较复杂。结合《见闻杂记》和明清地方志,发现1601年长江下游地区夏季降雪,异常寒冷;结合《袁宏道集》和明清地方志,发现1602年年初至春季长江中下游地区异常多雪和寒冷,这些气候异常与欧洲历史文献和北半球树轮序列等比较一致。另外,结合《见闻杂记》和明清地方志,还发现1601年秋季长江下游部分地区异常炎热。上述气候异常未必都能完全归因于Huaynaputina喷发,但Huaynaputina喷发应该是其中的一个重要原因。

TOP3、1883年喀拉喀托火山（VEI 6）

1883年5月20日，喀拉喀托火山爆发锥再度活跃起来，火山灰云高达喀拉喀托火山 10公里，爆炸声在160公里以外的巴达维亚(Batavia，雅加达的旧称)都能听到，但在5月末，火山活动已平息下来。6月19日又活跃起来;8月26日变成阵发性喷发，当天下午1点开始发生首波的一连串特别强烈的爆炸;下午2点火山灰的黑云窜升到喀拉喀托以上27公里的高空。8月27日上午10点达到最剧烈的程度，发生许多巨大爆炸，远在3500公里外的澳大利亚都可以听到，火山灰喷到80公里的高空。

大气中的压力波在全球各地都有记录。爆炸次数在那一天内逐渐减少，到8月28日早晨，火山才平静下来。此后数个月内和1884年2月还继续有一些小喷发。喀拉喀托火山喷洒到空中的岩石碎块几乎有21立方公里，大量火山灰落在广达80万平方公里(30万平方英里)的区域内。火山附近大量浮岩堆厚到使船只难以通行。空中的火山灰使周围地区有两天半的时间笼罩在黑暗中。细微的尘埃数次围绕地球飘行，造成次年一整年都出现壮观的红橙色日落景象。爆发后，仅有一座小岛保留在一块盆地内，盆地由250公尺(约900英尺)深的大洋水覆盖，岛的最高点在水面以上约780公尺(2560英尺)。维尔拉登岛、朗岛和拉卡塔岛残存的南部积留了60公尺(约200英尺)厚的火山灰和浮岩块。这种物质经过分析后发现，它很少含有原中央火山锥的岩屑构成;其中旧岩石的碎块总计尚不足该岛丢失部分的体积的10%。这种物质大部分是从地壳深处涌上来的新岩浆，由于岩浆中所含气体的膨胀，多数形成浮岩，或被完全炸开形成火山灰。

因此，原来的火山锥并未像人们最初以为的那样被炸到空中，而是由于大量岩浆从底层岩浆库涌出，以致火山顶崩塌并沉没下去。喀拉喀托火山维持多年的平静后，在1927年12月又沿着先前火山锥的同一路线在海底再次喷发。1928年初，一座火山锥突出海面，到1930年已变成一座小岛，名为阿纳喀拉喀托(Anak Krakatau，意为"喀拉喀托之子")。从那时起，火山活动断断续续地发生，这座火山锥现已继续升高到海面以上约300公尺(约1000英尺)。

TOP4、1902年圣母玛利亚火山 （VEI 6）

1902年圣玛丽亚火山爆发是20世纪最大规模的火山爆发之一。在危地马拉火山猛烈爆炸发生之后这座火山沉寂了大约500年。圣马利亚火山爆发后在山体的西南部留下了一个大约1英里宽(1.5公里)的巨大陨石坑。

1902年4月23日，培雷火山喷出粉尘，这使居民们大为吃惊。粉尘越喷越多，漂落到离培雷火山口5英里外的圣彼埃尔城。几天后，山顶上的湖泊由于地热而沸腾，发出“咝咝”声响，蒸发出大量水汽。原来自山上流下，穿过圣彼埃尔城的平静小溪，变成了沸腾的河流。

火山爆发前，许多小船已经离开圣彼埃尔美丽的港口，可是仍有18艘大船还停泊在港内。这些船大都是英国和美国的。他们满以为如果有危险，还来得及起锚把船开走。

主火山口正喷出火舌，就在同时，整个山坡被炸开了。石头、熔岩、灰沙四处迸射，龙卷风卷起大火猛袭圣彼埃尔城。紧跟着火球喷出团团黑烟云，约3分钟就笼罩了整座城市，随后黑烟云升入13000英尺的高空。

大火、毒气、浓烟直下培雷山坡。滚烫的石头落到海里，烧着了停泊在港口内的船只，激起12英尺高的巨浪，波及法兰西堡。当时“布维·魁蒂尔”号船在离城6英里处的海上。船上的人们面对火山爆发的方向，看见“圣彼埃尔方向出现火光。从双筒望远镜里看到整座城市半分钟后陷于火海之中。面向圣彼埃尔城的整个山坡一片火红。”

除两艘船外，港内所有船只立刻被冲击波掀翻，船员全部被掀入热气腾腾的海里，活活烫死。幸免于难的两艘船是“罗丹”号和“罗拉马”号。“罗拉马”号船几乎彻底毁坏，船上半数船员和大半乘客当即被高温和热浪烫死，只有2名乘客幸免于难。

圣彼埃尔有2、3分钟时间处于极度痛苦和疯狂之中。人们都想逃命，但刚跑到一半就被卷到大风里去。只要吸一口气就会丧命，肺脏立刻烧伤。烈火飓风将数千人困在船坞上，成群的人倒下来。在“罗丹”号出港前，美国驻圣彼埃尔副领事阿米蒂·得斯塔从船坞跳入海中，顺船坞游到船边。他往船上爬，但刚爬到一半，火舌已将他吞噬，他无声地张大嘴想呼吸，又落入水里，跟其他几千人一样死去了。

火山第一次喷发后，圣彼埃尔除4人外，其他人全部死亡。火山爆发后随即而来的是夹杂着泥土的骤雨。这阵粘稠的泥雨覆盖了许多屋顶。“罗拉马”号船大副艾勒利·S·斯科特后来说：“石头飞过后，降下了滚烫的泥雨，熔岩显然跟雨水混合在一起，形成粘稠的胶泥，粘到没戴帽的人头上，变成一只严实的水泥头盔。”

巨大的风力将3英尺厚的墙推倒，把10英尺长的攻城加浓炮刮过几个街区。一座3吨重的圣母玛丽亚铸像从府座上摔出50英尺远。许多大树，有些是百年大树，连根拔起，像树枝一样被抛入海湾。约摄氏1000度的高温熔化了玻璃。这种类型的火山爆发，特别是不在火山顶、而在山坡爆发的火山，后来称为培雷型火山爆发。

圣彼埃尔有30000多具尸体。处理这些尸体是一项巨大而又困难重重的工作，花了几个月时间。在这几个月中，那座怪魔火山一直落下火山灰和岩浆，威胁着掘墓人的生命安全。1902年8月30日，火山再次爆发，又有2000人死亡，其中大部分是营救人员、工程师和往岛上送救援物资的海员。

那几个星期，人们一直毛骨悚然。人们给毁灭的城市浇上石油，燃起一堆堆火，对死者进行火葬。就在这时，一道巨大的烟囱状固体熔岩柱从培雷山顶的火山口猛烈喷出来。后来人们把这叫做培雷熔岩塔。这可怕的熔岩柱源源不断地喷射出来，直升1000英尺的高空，持续了一年之久。人们认为是黏性极大的熔岩形成了岩颈，原来一直处于封闭状态的火山口将岩颈全部喷出。一些火山专家认为，熔岩塔是从前某次火山爆发后由于熔岩凝固在火山口而形成的一个固体熔岩柱。1902年的火山爆发积累起来的气体和岩浆将熔岩柱冲了出来。

1902年5月8日，这天是西印度群岛的马提尼克岛上圣匹埃尔镇的厄运之日。瞬息之间古色古香、美丽繁华的圣匹埃尔镇就被炽热的火山岩浆和铺天盖地的火山灰淹没了，仅仅2分钟的瞬间，3万多人便丧生于培雷火山喷发的火灾之中。

TOP5、1912年诺瓦鲁普塔火山（VEI 6）

诺瓦鲁普塔火山位于阿拉斯加半岛，是太平洋火山带的一部分。诺瓦鲁普塔火山爆发是20世纪最大的火山喷发。强烈的火山喷发将3立方英里（12.5立方公里）的岩浆和火山灰送到空气中，覆盖面积达3000平方英里（7800平方公里），灰烬超过一英尺深。

诺瓦鲁普塔火山，位于美国阿拉斯加，座落于著名的卡特迈国家公园和自然保护区，距离阿拉斯加最大城、美国最北方主要城市安克拉治约470千米，位于其西南方。诺瓦鲁普塔(Novarupta)的意思为"新的爆发"(new eruption)，原因是此火山为1912年的一场火山大爆发所形成，该次火山活动为20世纪最大的火山爆发，其释出的岩浆量是1980年圣海伦斯火山爆发岩浆量的30倍。

该次爆发除了形成诺瓦鲁普塔火山之外，还形成了一个终日被火山灰与蒸气笼罩的山谷，名为万烟谷，里头有上万个火山喷气孔。此种因火山爆发而瞬间形成的地形相当罕见，因为通常要形成一个火山喷气孔需要至少15年以上的时间。1980年成立的卡特迈国家公园和自然保护区即是为了保护当地特殊的地形与自然生态。

TOP6、1991 年皮纳图博火山（VEI 6）

1991年菲律宾的皮纳图博火山喷发是20世纪第二大火山喷发（最大的是1912年的阿拉斯加诺瓦拉普塔火山）。它对全球气候产生了显著影响，在接下来的5年内，使平均气温下降了0.25°C。如果不是火山学家做了一些伟大的工作，恐怕它曾是一个巨大的灾难。然而，在这巨大爆发前的几个月，没有人在看着火山。就像诺瓦拉普塔一样，该火山隐藏于平原上。

皮纳土博火山是菲律宾吕宋岛火山链上的成层火山，沿着俯冲带形成。皮纳图博火山爆发是一次著名的爆发。这次喷发将超过1立方英里(5立方千米)的物质喷射到空气中，并在大气中形成了一列22英里(35千米)的火山灰柱。灰尘落在乡村，大量沉积，以至于一些屋顶承受不住灰尘的重量而倒塌了。

爆炸还将数百万吨的二氧化硫和其他微粒排放到空气中，通过气流传播到世界各地，并导致全球气温在接下来的一年里下降了大约1华氏度(0.5摄氏度)。2016年的图像很明显，25年后，大部分的景观已经从灾难性的喷发中恢复。该地区多半被绿色植被覆盖着。在25年里，这座火山从二十世纪最大的火山爆发之一转变成了一个旅游目的地。这提醒了我们，对自然（和人们）来说，从这些看似巨大的火山事件中恢复过来并不需要太长时间。

TOP7、公元50年安布里姆岛（VEI 6 +）

安布里姆岛是西南太平洋瓦努阿图(新赫布里底)中部岛屿，陆地面积665平方公里，是由火山喷发形成的岛屿。其岛屿四面环海，从空中俯瞰，形状犹如魔法师的帽子，岛上有两个活跃的火山锥--马鲁姆(Marum)火山和本博(Benbow)火山。300多年来，安布里姆岛火山活动频繁，最近一次火山爆发是2012年，爆发导致本博火山原有的熔岩湖消失，如今，岛上只剩下了马鲁姆火山熔岩湖。

这片面积257平方英里(665平方公里)的火山岛是太平洋西南部瓦努阿图共和国的一部分。安布里姆岛的火山爆发是历史上最令人印象深刻的火山喷发之一，它向山下喷射了大量的火山灰和尘埃，形成了直径7.5英里(12公里)的火山口。

这座火山一直是世界上最活跃的火山之一。自1774年以来已经喷发了将近50次。对当地居民来说它是一个的危险邻居：1894年6人死于火山弹，4人被熔岩流夺走生命；1979年火山喷发造成的酸雨使一些居民丧生。

TOP8、公元450年伊洛潘戈火山（VEI 6 +）

尽管萨尔瓦多中部的这座火山仅在首都圣萨尔瓦多以东几英里处，但在它的历史上只喷发过两次。已知第一次喷发是非常显眼的，它用浮石和火山灰覆盖了萨尔瓦多中部和西部的大部分地区，摧毁了玛雅早期的城市，迫使居民逃离。

由于贸易路线被打乱，玛雅文明的中心从萨尔瓦多的高地地区转移到北部和危地马拉的低地地区。峰顶的火山口现在是萨尔瓦多最大的湖泊之一的安身之处。

TOP9、公元前1610年锡拉岛附近（VEI 7）

地质学家认为，爱琴海群岛的火山在几分之一秒内的爆炸就产生几百颗原子弹爆炸的能量。虽然没有关于火山爆发的书面记录，但地质学家认为这可能是有史以来最强烈的一次爆炸。

岛上的圣托里尼岛(希腊火山岛的一部分)曾是米诺斯文明的所在地。尽管有一些迹象表明岛上的居民怀疑这座火山会炸开它的顶部并撤离。虽然这些居民可能已经逃脱了，但有理由推测火山严重破坏当地的文化。火山爆发引发了海啸并在空气中排放了大量二氧化硫使温度下降，从而改变了气候。

TOP10、 公元1000 年长白山火山（VEI 7）

这座火山也被称为白头山火山，喷发出的火山物质远至日本北部，距离大约750英里(1200公里)。这次火山喷发还在珠峰峰顶形成了一个直径近3英里(4.5公里)的巨大火山口。这个火山口现在充满了天池湖的水，或者说是天空湖。因为它的自然美和有人宣称目击到了在深处生活的不明生物所以它成为了一个很受欢迎的旅游胜地。

这座山位于中国和朝鲜的交界处，最后一次喷发是在1702年。地质学家认为它处于休眠状态。在1994年的首脑会议和附近的温泉中检测出了气体的排放，但是没有发现火山重新活跃的迹象。

TOP11、1815年印尼松巴哇岛坦博拉山（VEI 7）

坦博拉火山爆发是人类有史以来最大的一次，它的火山爆发指数是7，在火山爆发指数中排名第二。这座火山仍然活跃，是印尼群岛最高的山峰之一。1815年4月火山喷发达到顶峰，以至于在距离1200英里(1930公里)的苏门答腊岛都听到火山爆发的声音。据估计此次火山喷发造成了七万一千人死亡，大量的火山灰云袭击了许多遥远的岛屿。包括马鲁古群岛、爪哇岛以及巴厘岛和龙目岛部分岛屿等在内的大片地区毁之一旦。大约一万人被随之而来的火山灰和碎石淹没，村庄变成一片火海。火山喷发后，接踵而来的传染病在当地迅速蔓延，加之粮食歉收，造成大面积饥荒，结果有11.7万人死于这场灾难。由于1815年坦博拉火山爆发向空中释放出大量火山灰，遮挡了太阳进入整个地球的光和热，造成全球气温下降，1816年也被称为“没有夏天的一年”。

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