一項美國宇航局（NASA）的氣候模擬研究表明——被稱作“洪水玄武岩噴發”（flood basalt eruptions）的超大型火山事件，會顯著導致地球變暖、並破壞保護生命免受太陽紫外線輻射影響的臭氧層—— 這點與先前的“火山活動或導致地球氣候變冷”的觀點相矛盾。

動圖（來自：NASA Goddard 視頻片段）

模擬還表明，儘管火星和金星上常見的玄武岩噴發事件有助於讓行星的氣候變暖、但這類活動也會導致水流失，從而讓它們遠離了長期宜居的環境。

與持續數小時或數日的Pinatubo、或今年1 月的湯加火山爆發性噴發等事件不同，“洪水玄武岩噴發”特指具有一系列噴發事件的區域。

每起事件動輒持續數百年，總體影響更可能達到數十萬年以上—— 每次生物的大規模滅絕事件、以及歷史上多次極其溫暖的時期，幾乎都與它相伴而生。

在發表於2022 年2 月1 日出版的《地球物理研究快報》上的一篇文章中，研究一作、來自NASA 戈達德太空飛行中的Scott Guzewich 表示：“我們本預計模擬中會出現劇烈降溫，但沒想到短暫的冷卻期被變暖效應給蓋過”。

火星勘測軌道飛行器HiRISE 拍攝的沉積物圖像（NASA / University of Arizona）

雖然我們對臭氧損失並不感到意外，但這項模擬還是揭示了這項危害的潛在規模——較全球均值減少約2/3，相當於整個地球的臭氧層像南極空洞那樣薄。

具體說來是，研究人員借助戈達德“地球觀測系統化學-氣候模型”來模擬位於美國太平洋西北部、哥倫比亞河玄武岩（CRB）在1500 – 1700 萬年前長達四年的噴發階段。

模型計算了噴發對對流層（troposphere）的影響，作為大氣湍流的最低層，這裡含有大部分“乾燥且平靜”的水蒸氣。

CRB 噴發可能是爆發事件的集合（1.9 英里/ 3 公里以下），它們協力將物質送到了對流層的上下層（分別約8~10.5 / 13~17 公里高度）。

假設每四年噴發一次、並釋放約80% 的二氧化硫氣體，則在全球範圍內—— 在變暖壓倒冷卻效應之前，大約有兩年的淨降溫、然後是持續大約15 年的變暖時期。

NASA Simulation Suggests Some Volcanoes Might Warm Climate（via）

據悉，這項研究是迄今針對“洪水玄武岩噴發”所做的最全面模擬，結合了大氣化學與氣候動力學對彼此的影響，揭示了早期模擬研究中缺失的重要反饋機制。

新模擬考慮到了噴發時所釋放的大量二氧化硫氣體，大氣中的化學物質會迅速將這些氣體分子轉化為固體硫酸鹽氣溶膠。

被這些氣溶膠擋回去的陽光會引發最初的冷卻效果，但它本身也會吸收紅外輻射，從而使對流層上下的高空大氣變暖。

接著通常僅限於地表附近的水蒸氣會混入原本極其乾燥的平流層，甚至一度增加到10000% 。而水蒸氣是一種相當有效的溫室氣體，其紅外輻射會讓地表變暖。

隨著水蒸氣湧入平流層，預測也可解釋臭氧消耗的嚴重性、且這涉及幾種不同的方式。

首先是火山噴發後，平流層環流阻止臭氧形成的條件發生了變化。其次是平流層中的所有水，也會增強羥基（-OH）自由基的臭氧破壞作用。

有關這項研究的詳情，還請移步至《地球物理研究快報》（Geophysical Research Letters）查看全文。

原標題為《Volcanic Climate Warming Through Radiative and Dynamical Feedbacks of SO2 Emissions》。