臭氧洞灭绝生物是一个自然过程：人类活动加大臭氧洞灾难

                                                        杨学祥，杨冬红

     关键提示

        修复臭氧洞不仅需要限制氟利昂排放，更需要减缓全球变暖的速度，降低冰川融化速度和海平面上升速度，有效降低特大地震和超级火山活动。中生代的全球变暖导致海平面上升、超级火山喷发和生物灭绝频发的历史记录值得借鉴。

    新研究表明：臭氧层空洞可能还在扩大

      据美国有线电视新闻网（CNN）2023年11月21日报道，在本周二发表的一项新研究中，一些科学家声称臭氧层可能根本无法恢复，这个洞甚至可能还在扩大。这些发现与广泛接受的臭氧层状况评估不一致。

       在《自然通讯》发表的一篇论文中，科学家们发现自2004年以来，南极春季空洞中心的臭氧水平减少了26%。“这意味着这个洞不仅面积很大，而且在南极春季的大部分时间里也变得更深。”奥塔哥大学博士生、该研究的主要作者Hannah Kessenich说道。

       为了得出这一结论，科学家们使用卫星仪器分析了2023年9月至11月的臭氧层实际变化。他们发现，臭氧层的消耗和空洞加深是南极极地涡旋变化的结果，这是一个位于南极上空的低压和极冷空气的巨大漩涡。

      该研究的作者没有进一步探讨导致这些变化的原因，但他们承认许多因素也可能导致臭氧消耗，包括导致地球变暖的污染；野火和火山排放的微小空气颗粒以及太阳活动周期的变化。

https://www.dutenews.com/n/article/7862478

     破洞面积史上最大，研究：臭氧破洞问题远未解决

       据十轮网2023-11-22 15:21报道，今年初联合国报告称，臭氧层到2040年可能会完全修复，臭氧层的恢复被誉为世界上最伟大的环境成就之一。但最近科学家分析2004-2022年臭氧空洞发现，在没有氟氯化碳影响的情况下，与19年前相比臭氧空洞仍然变大26%，今年秋天甚至出现记录史上最大的破洞。

       臭氧层是地球平流层中含有高浓度臭氧(O3)的一层，臭氧空洞是臭氧层中的一个间隙，位于南极上方，它的大小会定期波动，但每年10月达到高峰。由于臭氧层是一个吸收几乎所有太阳有害紫外线的薄层区域，臭氧层中的这个洞会增加到达地球表面的紫外线量，洞越大，我们接触到的紫外线就越多。

       直到1980年代，英国气象学家Jonathan Shanklin才首次发现臭氧空洞，是人造化学物质，特别是氯氟烃(CFC)释放到大气中造成。这项发现催生1987年12月签署的《蒙特利尔议定书》，各国同意停止生产CFC，试图弥补这个漏洞。

       最近联合国支持的一项研究指出，臭氧层最早将在2040年恢复到1980年代的水平。但新西兰科学家发现，截至2023年9月16日，臭氧空洞面积为2,600万平方公里，几乎是南极洲面积的两倍，他们还观察到，过去四年这个破洞不只面积巨大，而且在南半球春季破洞最大的时期持续时间更长、更深。

       专家分析2004年至2022年臭氧空洞内不同海拔和纬度的每月和每日臭氧变化发现，虽然从20世纪80年代开始禁止氟氯化碳，但过去19年来，臭氧空洞核心面积仍然减少26%，他们不确定原因。

       研究作者并未进一步探讨造成这些变化的原因，只提到臭氧层的消耗和洞的加深，有许多因素导致，包括导致地球暖化的污染、野火和火山排放的微小空气颗粒，以及太阳活动周期的变化。

        如先前研究发现，澳洲大规模的“黑色星期六”野火使2020年的臭氧空洞扩大10%。2022年东加王国附近海底火山大规模喷发，也影响近期的臭氧水平。

       研究作者强调，这篇研究结果要提醒人类，最近出现的大面积臭氧空洞可能不只是由氟氯化碳造成的，似乎与大气动态变化密切相关，气候变迁可能也影响臭氧破洞恢复的速度，联合国报告形成臭氧问题已经解决的印象，其实是过度乐观。该研究已发表在《自然通信》期刊。

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1783247842809303615&wfr=spider&for=pc

  2022-2023年南极臭氧洞突然急剧扩大，验证了我们提出的理论。

1999年，杨学祥认为，人类使用氟利昂是南极臭氧空洞形成的主要原因，这一观点依据不足。他说，事实上，北半球的大陆面积和人口占全球的大部分，人为产生的氟利昂也集中在北半球。如果是氟利昂的原因，则臭氧空洞应该出现在北极而非南极才能解释得通。

他在论文中指出，有三个因素结合起来使南极臭氧层出现空洞：太阳风的压力使地球南极上空大气层变薄；处于开裂期的地球南半球由于火山爆发释放出大量有害气体破坏臭氧层；太阳高能粒子进入地球大气层后消耗了两极臭氧。其中，太阳风是地球臭氧空洞的“元凶”。    

杨教授说，由于受地磁层的保护，太阳高能粒子中每年仅有一小部分穿越地球磁层，并沿着磁力线集中到南北两极。由于高能粒子中以氢元素为主，到达两极后容易和臭氧结合成水，所以它首先破坏的是两极的臭氧。

https://www.kepuchina.cn/more/202104/t20210402_2980297.shtml

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1332936.html

       我们在2018年11月17日指出，足够规模的火山喷发和地震活动也会产生相应的球面大气对流，影响大气对流的正常结构，形成相应的灾害链。汤加的球面对称点为西非的加纳，是能量的集中地，但是，由太阳能量形成的大气对流，火山灰一般在低纬度升起，在两极落下，与半球面对流模型完全一致。

  这是南极洲红光形成的原因，可导致9月末南极臭氧洞异常扩大（已被证实）。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1352591.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1146733.html

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南极洲红光是南极臭氧洞异常扩大的前兆。

汤加火山在2022年1月15日喷发，会增强2022年3月春分时北极臭氧低值区的“臭氧洞漏能效应”，是今年异常高温的重要原因。

重要结论 

全球变暖对人类的威胁，不仅在于冰川融化造成的海平面上升，而且在于地表巨量的物质转移所产生的地壳均衡运动使特大地震在美洲和亚洲集中发生。气象灾害和地质灾害相互影响，构成气象-地质超级灾害链。

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最新结论

2022年1月15日汤加火山喷发出千年积累的地下热能，形成异常的大气振荡；

2022年6月太阳耀斑猛烈喷发，增强地磁层漏能效应和臭氧洞漏能效应；

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根据球面点喷数学模型，汤加的球面对称点为西非的加纳，是能量的集中地，也是高温集中在欧洲的原因。南极红光就是证据；

汤加火山灰增大了两极臭氧洞或低值区，形成臭氧洞漏能效应，使两极异常增温；北半球异常增温已成为事实，关注2022年9月末南极臭氧洞异常扩大造成的南极增温以及增大厄尔尼诺形成的可能性。

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2023-2025年可能为太阳黑子峰值，导致太阳能量释放增加；2023-2025年也是月亮赤纬角最大值，导致地球潮汐最大形变，增强地震火山活动和地球内能释放。

6次8.5级以上特大地震和千年一遇汤加火山喷发敲响地球内能释放的警钟。

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      臭氧层的恢复被誉为世界上最伟大的环境成就之一

       自从《蒙特利尔议定书》颁布之后，世界各国都在加强对氯氟烷烃等物质减排，并且甚至废除了这些物质，所以，我们看到了臭氧层的恢复在出现。

       而且在2021年，根据哥白尼大气监测局 (CAMS) 的监测情况来看，我们臭氧空洞终于没有了，彻底关闭了，这也意味着臭氧层的状态已经达到最佳状态，还宣布了这个消息。

       在2021年的整体臭氧空洞出现的平均值之下，它也是比20世纪90年代末和21世纪头一个十年里记录的臭氧层空洞“小得多”。所以，人类对臭氧层的保护的确取得了明显的成果。

       但是，在2022年，竟然又出现一次意外的扩大，竟然臭氧层出现宽度接近250英里（约合400公里）的空洞，这还是比较少见的。难道是臭氧层破坏物质又扩大排放大了？其实并不是。

       其实，针对臭氧层的空洞来说，就算是大家一次强烈排放，也不可能出现突发性的强烈扩大。所以，这必然不是直接性的原因，那是什么原因呢？

       最初很多人说是因为地球出现了极光带来的，但是，新的科学解释给出了一个新的说法，这是“太阳变化带来的”。

       大家都知道，我们太阳正处于第25个周期活动之中，并且2022年还是在往极大值时期发展。越是往极大值时期发展，那么太阳的活动频率，强度都会有所提升。这不，在2022年太阳还爆发了强烈的X级别耀斑了。

       这是太阳耀斑级别——A、B、C、M、X五个级别之中最高的级别。这足以体现太阳的活动频率是大大地提升。

       而在强烈的活动状态之下，太阳的确可能带来对地球的一定影响，这次按照研究来看，也就是因为太阳的活动，对臭氧层带来了“消耗”。

       在太阳活动之下，太阳耀斑和日冕物质抛射所释放的等离子体中的带电粒子也在不断侵蚀着臭氧层，最初人类对这些带电粒子的研究影响是非常少。

      但是这一次的发现，也是引发了大家的关注，因为之前没有人预料到在太阳活动强烈之后，产生的“孤立质子极光”会有这么强的影响，这次研究才知道，原来对臭氧的消耗如此严重。

       所以，太阳的强烈活动，也会对臭氧层带来影响。

       这也说明了一个问题，那就是未来随着太阳活跃度的提升，也就是预计在2025年左右——之前，南极臭氧层遭受更大的空洞可能会更加明显。

https://www.toutiao.com/article/7158787965160866345/

       最初很多人说是因为地球出现了极光带来的，但是，新的科学解释给出了一个新的说法，这是“太阳变化带来的”。第三个原因是2022年1月汤加火山喷发。

       新的科学解释给出了一个新的说法，这是“太阳变化带来的”。

       欧洲空间局的最新的监测结果显示，今年9月16日，南极臭氧层空洞面积达到了2600万平方千米，面积相当于三个巴西的大小，已经接近历史最大纪录。

       急剧增大的臭氧层空洞，其实是被去年爆发的汤加火山给“轰”出来的。汤加火山向平流层中注入了大量的卤素化合物，导致了臭氧的持续快速消耗。

https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=1425072

      据科学家估计，汤加火山喷发对臭氧层的严重影响，可能会持续4到5年。

      臭氧层空洞的再次扩大，或许是在提醒我们，人类只是影响地球操作系统的条件之一，我们虽然相比别的生物有前所未有的能力，但并不能超越大自然本身的变化。

https://www.sohu.com/a/740077521_614277

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1425072.html

https://haokan.baidu.com/v?vid=3248223461674165248

    臭氧层空洞怎么突然变大了？

       据生态中国网 时间：2023-09-27 19:43:03报道：

本月17日，外媒才公开发布来自8个国家的29位科学家共同形成的地球“综合体检报告”。报告指出，9个“地球边界”中，6个被突破，2个处于临界状态，只有一个在安全范围内，那就是臭氧消耗。

这才不过10天，阿根廷气象局就报告称，当地时间21日和22日该国南部火地岛省上空现最大臭氧层空洞，而且可能是八年来最大的。

怎么短短几天就发生了这么大的反转呢？

事实上，近年来国际社会对于臭氧层的评估一直在逐渐变好。

世界气象组织年初曾指出，如果维持现行保护政策，预计到2040年，除南北极之外的全球其他地区的臭氧层将恢复至1980年之前的水平。

世界气象组织6月29日发布的臭氧和紫外线年度公报也表示，平流层臭氧正在缓慢恢复，在未来几十年内，臭氧有望在大气中的大部分区域实现全面复原。

那么，南极洲上空为何又出现了如此巨大的臭氧层空洞？人类所做的一切是努力努力白努力了吗？我们的预测过分乐观了吗？

八年来最大的臭氧层空洞

时间拨回到1985年，英国南极考察队在南纬60°地区观测发现臭氧层空洞。随后，各国派科学家们陆续前往南极进行调查。调查发现南极上空出现了一个面积达到1640万平方千米的臭氧层空洞，结果令世界震惊。

科学家、学者和大众开始将视野投向臭氧。1979年～ 1990年全球臭氧总量大致下降了3%。南极附近臭氧量减少尤为严重，大约低于全球臭氧平均值30%～ 40%，出现了“南极臭氧洞”。

每年，臭氧层空洞会在8月至12月之间形成，导致紫外线辐射的增加，对健康产生多种有害影响。

近年来，随着各国环保意识的增强和产业的升级，臭氧空洞的面积呈现缩小趋势，2019年，臭氧空洞的面积约为630万平方公里，是自1982年首次测量以来的最小值。

就在人们以为，臭氧层保护会越来越好，臭氧层空洞会逐渐变小时。阿根廷国家气象局给我们泼了一盆冷水：该国南部火地岛省上空现最大臭氧层空洞。

根据欧盟的消息，它在今年8月可能达到1600多万平方公里，比肩俄罗斯国土面积。专家表示，这可能是自2015年以来最大的臭氧空洞。

臭氧层破坏会导致生物大灭绝？

有研究显示，如果将全球的臭氧层平均分布在大气层表面的话，厚度大约在3毫米。

可别小瞧这3毫米，因为仅3毫米的臭氧层可以阻挡太阳光中的大部分紫外线，帮助人类和其他生物免受这些紫外线的伤害，因此，臭氧层也被称为“地球生物生存繁衍的保护伞”，每年的9月16日也被定为国际保护臭氧层日。

臭氧层被破坏，将会增加到达地面的紫外线辐射量，导致人类的皮肤、眼睛及免疫系统受损，影响植物激素和叶绿素，使光合作用降低，减缓作物生产并降低产量。

此外，平流层中的臭氧具有调节气候的作用，如果平流层中臭氧浓度降低，吸收的紫外线辐射也会相应减少，致使地球温度上升，加剧温室效应。

2023年1月6日，中、英、德合作的研究团队在国际学术期刊《科学进展》上发文表示，他们发现了臭氧层破坏导致二叠纪末陆地生物大灭绝的直接证据。

空气中紫外线辐射量的增加对整个陆地生态系统具有深远的影响。光合作用可以为植物体生长提供能量，但阳光中有害的紫外线会对植物生殖细胞（孢子和花粉）中遗传信息产生破坏。

研究团队运用傅里叶变换红外光谱，对产自我国西藏南部二叠—三叠纪过渡剖面的1011粒阿里型花粉中的香豆酸和阿魏酸进行了定量测量，通过对红外光谱的大数据分析，发现在二叠纪末大灭绝期间地层中花粉外壁的香豆酸和阿魏酸含量明显高于灭绝前后化石花粉中该化合物的含量，直接证明了二叠纪末期大灭绝期间存在全球紫外线辐射增加的现象。

研究团队成员之一、中国科学院南京地质古生物研究所研究员刘锋说。“植物的光合作用是全球最大的减碳、固碳过程，而这一过程很容易受到紫外线强度增加的抑制。二叠纪末期的陆地上的大灭绝其实是温室气体增加和紫外线辐射增强相互叠加引起的。如今地球上温室气体仍在不断增加，我们需要注意紫外线辐射强度，避免两者叠加，造成生态灾难。”

此前，南安普顿大学的研究人员曾发文表示，3.6亿年前的一次导致地球上大部分植物和淡水水生生物死亡的灭绝事件，也是由于使地球免受紫外线辐射破坏的臭氧层的短暂崩溃造成的。

这些研究意味着，臭氧层破坏、臭氧层空洞扩大具有很强的威胁性。轻则危害人体健康，重则可能会导致生物大灭绝。

臭氧层空洞为何突然扩大？

1600多万平方公里，相当于1.5个中国的大小。

大趋势一直向好的臭氧层为何突然杀了个回马枪？

有专家指出，2022年1月发生的汤加海底火山喷发和气候变化，或是臭氧层空洞扩大的原因。

事实上，在汤加火山喷发当年的7月（2022年7月27日），权威科学期刊《地球物理学杂志》曾刊登一篇来自美国宇航局喷气推进实验室的大气物理学家路易斯.米兰等人的论文。

该论文认为，汤加火山大爆发向大气场中释放了大量的水气和水蒸气，仅仅是向万米高空的平流层输送的水量就高达1460亿公斤，这些水或将在平流层停留5年甚至更长时间，臭氧要比氧气更容易溶解于水，其易溶性是氧气的13倍，因此这些水的存在很可能会侵蚀平流层中的臭氧，加剧全球气候变暖的进程。

世界气象组织也曾提醒，2022年1月汤加的海底火山喷发是近百年来规模最大的一次火山喷发，将大量冰和水蒸气注入平流层。这次喷发使平流层的水汽含量增加了5%至10%，导致南半球上空的平流层大幅降温。

气象组织解释说，额外的水蒸气导致2022年南半球平流层低层的臭氧减少。预计在接下来的几个冬天，极地涡旋中的水蒸气和气溶胶将会增加，这可能会导致更多的极地平流层云生成，并加剧臭氧消耗，从而引发面积更大和持续时间更长的“臭氧洞”。

此外，世界气象组织6月29日发布的臭氧和紫外线年度公报显示，气候变化正在放缓臭氧层恢复的趋势。

该组织秘书长塔拉斯警告：“气候变化正在减缓臭氧层的恢复，臭氧消耗也在影响低层大气的气候”。

以上说明，今年突然出现的巨大臭氧层空洞，可能只是偶发原因导致的偶发结果，臭氧层的大趋势依然是向好的，不必过于悲观及恐慌。

但气候变化对于臭氧层恢复的影响我们还需多加留意。

http://www.eco.gov.cn/news_info/66762.html

“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应” 

我们在1999年撰文提出，到达地球的太阳辐射能大约有2%被平流层的臭氧吸收，7%被电离层吸收。当黑子活动高峰发生太阳风暴时，会大量破坏南极臭氧，随之产生“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应”，使被地磁层和臭氧层阻隔的9%的太阳能由平流层进入对流层，导致南极平流层变冷对流层变暖。收缩的平流层自转变快，膨胀的对流层自转变慢，这是赤道高空风产生的一个原因。

正X射线,γ射线和紫外线,大约占太阳辐射光谱总能量的9%.在80～400km高度范围的电离层,γ射线和X射线被N₂和O₂/O₃所吸收,在15～55km高度的臭氧层,99%的紫外线被O₃所吸收.即在地球磁层、大气层和臭氧层被破坏的时候,到达生物圈的太阳辐射能将增大9%,造成地表温度的大幅度波动.与此同时,到达地表的γ射线、X射线和过量紫外线将造成大规模的生物灭绝.这就是臭氧洞漏能效应.

http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGDW199910001191.htm

https://www.doc88.com/p-4317663607230.html

https://www.docin.com/p-344676587.html

https://wap.sciencenet.cn/blog-2277-1346460.html

https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=1412383

      超级臭氧洞是五次生物大灭绝的真凶

       大约在5亿多年前，地球迎来了第一次生物大灭绝：奥陶纪生物大灭绝，在此次灭绝事件中，共有85%的生物死亡，其中主要是海洋底栖生物，引起灭绝的主要原因可能是伽马射电暴。

       在大约5亿多年前，地球生物开始大量灭绝。造成该现象的原因有一个比较主流的假说：伽马射电暴。

       距离地球6000万光年外有一颗恒星爆炸了形成了一个超新星，而在此时它的两极发生了巨大的能量束也就是伽马射电暴，不幸的是它刚好击中了地球。

       伽马射电暴一共持续了10秒钟，但在这10秒中产生的能量包含了10个太阳的能量，使得地球大气分子发生变性，其中有30%的臭氧层被伽马射电暴带走，导致大量的太阳紫外线能够直接到达地球表面。

       而在奥陶纪时期，大量的生物生活在浅海，紫外线能够直接穿越大气与海水照射到这里，使得大量对环境敏感的浮游生物死亡。而浮游生物是海洋生物的基石，浮游生物的死亡也导致了海洋生物大量死亡甚至灭绝。

       第2-5次生物大灭绝都与火山喷发有关。超级火山喷发可扩大超级臭氧洞，所以，超级臭氧洞是全球五次生物大灭绝的真凶。

       3.8亿年前，地球正处于泥盆纪晚期，在这个时期，地球上的海洋生物遭受重创；导致第二次生物大灭绝的原因，可能是多次小行星撞击以及火山喷发综合作用的结果。

       地球第五次生物大灭绝就是我们最熟悉的恐龙大灭绝。导致恐龙大灭绝的原因目前比较主流的说法是小行星撞地球。在当时一颗直径超过10公里的小行星撞击了地球，引发地球火山爆发、地震、海啸等自然灾害。

       和二叠纪、三叠纪一样，火山爆发又会导致地球温度下降，海水酸化，以至于大量生物死亡。但仍有极少部分的生物逃脱了生物灭绝，并且在之后的日子再次繁盛了起来。

       小行星撞击和超级火山喷都可扩大臭氧洞。

      伽马射电暴和超级火山能产生超极臭氧洞，由此形成的超级紫外线就是死亡之光，是全球五次生物大灭绝产生的真凶。

 https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1335229.html

    证据：地球历史上出现最大臭氧洞是火山爆发造成

      (2007-06-06 08:28:53)

      转发者按：网上搜索的意外收获，我10年前的观点还有人记得，谢谢了！

据《中国日报》报道 英国研究人员日前表示，地球历史上出现的最大臭氧洞并非人类所为，而是2.51亿年前的一次火山爆发所“创造”的。

【英国专家：火山制造史上最大臭氧洞】 

这个臭氧洞环绕在地球赤道周围，向北最远延伸至葡萄牙中部，向南最远延伸至阿根廷南部。它是因为西伯利亚的火山喷发形成的，这些喷发导致当时地球上出现规模最大的生物灭绝惨剧，加速了无数动植物种群走向灭亡。

根据科学家的计算，刺穿这个臭氧洞的紫外线强烈程度最高可达穿过人类使用氟利昂和其它化学物质制造的臭氧洞的紫外线的6倍。这些曾在二叠纪－三叠纪时代破坏臭氧层的化学物质，一旦停止“入侵”大气层，遭破坏的臭氧层大约需要10年时间才能得以恢复。与它相比，人类不过是向大气中排放的破坏臭氧层的化学物质的“作恶时间”更长一些。

由英国谢菲尔德大学大卫·毕尔林教授领导的研究小组在《皇家学会哲学汇刊》上刊登了他们的发现。

http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=257627

【我国教授：南极臭氧洞罪魁祸首是太阳风】 

无独有偶，1999年我国吉林大学地球探测科学与技术学院杨学祥教授就指出，造成南极上空臭氧空洞的“罪魁祸首”是太阳风，而不是通常所认为人类使用的氟利昂。这一观点发表在今年5月份出版的《科学美国人》杂志中文版上。

杨教授在论文中指出，有3个因素结合起来使南极臭氧层出现空洞：太阳风的压力使地球南极上空大气层变薄；处于开裂期的地球南半球由于火山爆发释放出大量有害气体破坏臭氧层；太阳高能粒子进入地球大气层后消耗了两极臭氧。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1332936.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-257912.html

英国专家指出，这个臭氧洞环绕在地球赤道周围，向北最远延伸至葡萄牙中部，向南最远延伸至阿根廷南部。它是因为西伯利亚的火山喷发形成的，这些喷发导致当时地球上出现规模最大的生物灭绝惨剧，加速了无数动植物种群走向灭亡。根据科学家的计算，刺穿这个臭氧洞的紫外线强烈程度最高可达穿过人类使用氟利昂和其它化学物质制造的臭氧洞的紫外线的6倍。这些曾在二叠纪－三叠纪时代破坏臭氧层的化学物质，一旦停止“入侵”大气层，遭破坏的臭氧层大约需要10年时间才能得以恢复。

这证明，二叠纪－三叠纪时代的两次生物灭绝是由超级臭氧洞产生的。

由此看来，臭氧洞有利有弊：既可为地球消毒杀灭流行病毒，又可导致皮肤癌，甚至全球生物大灭绝，万万不可掉以轻心。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1335229.html

  https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1425330.html

      臭氧洞、太阳风暴、超级火山和生物灭绝的关系  

         我们在2022-4-23发表的博文中指出，大规模生物灭绝都与火山喷发有关。超级火山喷发可扩大超级臭氧洞，大规模太阳射线和紫外线通过臭氧洞进入地表，所以，超级臭氧洞是全球五次生物大灭绝的真凶（被最新论文证实）。

 https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=1425330

        值得指出的是，日本富士火山和美国黄石公园火山已经进入活跃期，规模远远大于汤加火山，其喷发带来的全球灾难不能忽视。

相关博文

        全球变暖、冰川融化和海平面上升导致火山喷发

全球变暖导致的冰川融化和海平面上升是地震火山活动的元凶 

发表于《Nature Communications》上的一项研究指出，到2100年全球海平面可能将上升3.3米。对此，科学家警告，而上涨幅度一旦突破4米，世界上所有的沿海城市都必须搬迁，受影响人口数量远超此前估计的4.8亿。 

气象学家指出的全球变暖10大危害是，海平面上升、全球气温升高、海水温度升高、冰盖萎缩、海水酸化、积雪覆盖面积减少、极端气候事件等等。

气象学家忽略了地质学上的两项重要活动：地震和火山给人类带来的灾难。

事实上，由于全球变暖，导致冰川融化和海平面上升，改变了地表的物质分布，破坏了地表的地壳均衡，引发强烈的地震火山活动，给人类带来巨大的灾难。

我们在2011年撰文指出，强震与全球气候变化关系的地球物理解释是：全球冷暖变化导致的海平面升降，破坏了地壳的重力均衡，引起加载或卸载的海洋地壳均衡下沉或上升，并导致相应的地震火山活动。

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    危！海平面正在上升，导致特大地震和超级火山频繁发生

       海洋是生命之源，是巨大的气候调节器，对我们的地球家园至关重要。然而，在气候日趋变暖的大背景下，全球海平面也在持续上升，给人类社会的生存发展带来了严重挑战。美国国家海洋和大气管理局的研究表明，相比于1880年，全球海平面如今已经升高了21-24厘米。而且全球气温每升高1℃，海平面就会上升2.3米。到2100年，全球气温预计将会升高2至5℃，这是一道谁也不愿意面对的惩罚题。

历史记录表明，全球变暖——冰盖融化——海平面上升——海洋地壳均衡下沉——环太平洋地震火山带剧烈活动，构成全球变化的全过程。全球变暖最终导致的超级火山喷发，使全球面临类似恐龙灭绝的巨大灾难之中。

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    超级火山喷发对应海平面上升和全球温暖期 

现代火山活动有明显致冷的记录。短周期的对应关系是：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。但是，火山长周期的对应关系却是：火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应（见表1-2 和图1-4）^[1-5]。

据Coffin和Eldholm（1993）海洋考察结果，巨大火成区所显示的大陆溢流玄武岩和大洋溢流玄武岩的喷发强度与全球高温和大气CO₂高浓度对应（见图1-2）^[5]。

表1  地球自转周期、气候变化、超级火山与地质旋回^[1-4]

图1 巨大火成区、海平面上升和全球变暖

图2 巨大火成区的规模比例

120Ma前海底地幔柱喷发形成翁通爪哇海台，其释放的热量为6×10²⁶J，海洋的质量为1.45×10²⁴g，可使全球海水温度增高33℃，平均每万年海温升高0.1℃^[35]。有证据表明，在古新世末不到6000年的时间内大洋底层水增温4℃以上^[37]。海底火山活动引发的海温增高和CO₂排放在全球气候变化中的作用不容忽视，这是白垩纪强烈火山活动、大气中高浓度CO₂和异常高温一一对应的原因。

最近发现在15~20Ma前南极的夏季温度要比现在高出大约11℃，最高可以达到大约7℃。这一南极地区的“绿化”过程最高峰大致出现在中新世中期，距今大约16.4~15.7Ma。中新世中期的温暖环境被认为应当对应于400~600ppm的大气二氧化碳浓度^[38]。15 Ma前发生的哥伦比亚溢流玄武岩喷发是大气CO₂浓度增加的原因（见图1-2）。

在过去的20年中，研究人员搜集了有关古新世—始新世（5500万年前）最热现象（PETM）的数据。在PETM期间，地球的表面温度在1万年的时间里上升了9℃，而这一事件的起始温度要高于地球目前的气温。地球的温度在这一较高水平上一直持续了近10万年。在PETM期间，大气中的气体浓度上升了约700 ppm（百万分之一），即从1000 ppm升至1700 ppm——这比现今的385 ppm高出了4倍之多。据估计，温室气体的大量灌入形成了这一气温峰值。然而一项新的分析结果似乎并不能完全支持这一假设。研究人员模拟了在PETM期间，大气的灵敏度增加到翻一番的二氧化碳水平——2000 ppm，地球温度会发生何种变化。最终的结果显示，这些二氧化碳最高可以使温度升高3.5℃。这就意味着还有一些其他的因素使地球的温度升高了5.5℃。这一无法解释的变暖现象使人们对究竟是什么导致了重大且快速的气候变化的认知存在着一个缺口：二氧化碳不是造成古气候峰值唯一原因^[39]。

事实上，5500万年前的温度峰值与北大西洋边缘的巨大火成区同时出现，后者喷出的熔岩为哥伦比亚溢流玄武岩体积的3倍多。1000km³熔岩要释放1.6×10¹³ kg的CO₂，3×10¹²kg的硫和3×10¹⁰kg的卤素。一个巨大火成区的累积过程要发生上千次这样的喷发，它使现代人类造成的污染物产生的影响相形见绌^[35]。120Ma前海底热幔柱喷发形成翁通爪哇海台的体积为36×10⁶km³，15 Ma前发生的哥伦比亚溢流玄武岩体积为1.3×10⁶km³，释放的CO₂分别为5.8×10¹⁷kg和2.1×10¹⁶ kg。图3中可以看到，巨大火成区大部分处于海洋及其边缘，喷发物被海水过滤，减少火山灰降温作用，增强温室气体增温作用。海洋被加热，释放大量温室气体，两种因素都导致气温升高。

图3 全球巨大火成区

Engel and Engel给出了6亿年以来北美火山喷发曲线（见图4 ）^[6]，Larson给出了1.5亿年以来全球地磁、洋壳产量、古温度、古海平面、黑色页岩的异常变化^[41]，与图1-4的变化趋势基本一致。

图4  北美火山活动曲线（据Engel and Engel, 1964）^[39]

        重要结论

        修复臭氧洞不仅需要限制氟利昂排放，更需要减缓全球变暖的速度，降低冰川融化速度和海平面上升速度，有效降低特大地震和超级火山活动。中生代的全球变暖导致海平面上升、超级火山喷发和生物灭绝频发的历史记录值得借鉴。

参考文献

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