歐洲500年嚴寒之謎破解：火山爆發(fā)引發(fā)小冰河期

畫家Pieter Bruegel the Elder的作品描繪了歐洲人在1600年前后溜冰的景象。圖片來源：Pieter Bruegel the Elder (1601)/The Gallery Collection/Corbis

長期以來，科學(xué)家們一直在爭論，是什么讓歐洲陷入了長達500年的寒流——這種顫栗直到一個世紀前才剛剛結(jié)束。是因為暫時沒有黑子而導(dǎo)致的昏暗的太陽，還是因為一次火山噴發(fā)揚起的塵埃遮蔽了太陽？抑或是太陽和火山“合謀”導(dǎo)致了這個小冰河期？如今，通過對小冰河期開始時死掉的植物進行分析，研究人員將罪過單獨鎖定在火山爆發(fā)身上。

破解這一氣候偵探故事的障礙在于無法確定小冰河期開始的時間。因此美國博爾德市科羅拉多大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家Gifford Miller和他的同事，分析了他們所能找到的最好的氣候記錄——加拿大巴芬島冰帽退縮后露出的完好無損的植物。碳測年分析顯示，大部分的植物死于1275年至1300年之間，此時北極冰層突然擴張到一度被綠色植物覆蓋的地帶。突然變冷的相同跡象也出現(xiàn)在13世紀晚期由冰川水形成的一個冰島湖泊的沉積物中。

高緯度地區(qū)的這兩個變冷信號與4座熱帶火山的異常爆發(fā)活動相一致。根據(jù)冰芯記錄，每一座火山都向同溫層中釋放了超過100萬噸的含硫塵埃，在這里它們能夠阻礙陽光并使地球表面變冷。Miller和同事將小冰河期開始與大規(guī)模火山爆發(fā)的同時出現(xiàn)視為后者引發(fā)前者的證據(jù)。

在這項研究中，Miller和同事還進行了一些氣候建模研究，旨在搞清接二連三的火山爆發(fā)會對氣候造成何種影響。在一個涉及北極海冰的氣候模型中，研究人員發(fā)現(xiàn)，反復(fù)的火山爆發(fā)冷卻了沿著格陵蘭東海岸向南前進的海冰。它的融化造成表面海水鹽度降低，從而減少了海洋的混合，并最終冷卻了返回北極地區(qū)的海水。通過促進更多海冰的形成，這些更冷的海水完成了一個反饋回路。至少在一些運行的模型中，這一反饋回路使得歐洲在幾個世紀中逆風(fēng)保持了這種寒冷的氣候。

并未參與此項研究的紐約市美國宇航局（NASA）下屬戈達德空間研究所的氣候科學(xué)家Gavin Schmidt表示：“我認為小冰河期在13世紀晚期突然開始可能源于火山爆發(fā)。”他說，巴芬島和冰島氣候記錄的一致性令人信服，但他認為建模研究還存在一些缺陷。Schmidt說：“我還不能確信這是隨后幾個世紀氣候變化的原因。”他解釋說，單一模型的運行不足以證明一次由火山爆發(fā)導(dǎo)致的變冷何以在幾個世紀中鎖定地球的氣候。（趙路）