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地質(zhì)史上有過幾次“毀滅行星”級別的火山噴發(fā)，比如2.5億年前的的特納普超級火山（西伯利亞地盾火山，巖漿覆蓋700萬平方公里），直接引發(fā)了二疊紀(jì)晚期和三疊紀(jì)初期的第三次生命大滅絕。  還有則是5800萬年前的蘭格利亞火山噴發(fā)，其引起的溫室效應(yīng)導(dǎo)致了地球上最大的蛇-泰坦巨蟒的出現(xiàn)，這種長度超過14米，體重超過1.1噸的巨型蛇類，能將鱷魚與巨龜當(dāng)晚餐。  最近一次巨型火山噴發(fā)則是大名鼎鼎的黃石火山，64萬年前是它最后一次噴發(fā)，但在數(shù)百萬年內(nèi)已經(jīng)噴發(fā)過3次，另外兩次分別是210萬年前與130萬年前，按時(shí)間，它差不多又快噴發(fā)了。  地球上曾經(jīng)噴發(fā)過的超級火山 假如黃石火山噴發(fā)，威力有多大？ 2019年中，黃石火山地震頻繁，有感和無感地震的大幅度增加正在表示地下可能發(fā)生一些變化，因此也引發(fā)了全球人民的關(guān)注，黃石火山到底會不會噴發(fā)？萬一要是噴發(fā)，這影響得有多大呢？  黃石地區(qū)自1973年以來的地震（猶他大學(xué)通過 USGS） 2019年8月23日，《紐約時(shí)報(bào)》刊發(fā)了一篇標(biāo)題為《超級火山，人類滅絕的最大威脅？》的文章，其中對黃石火山的威力做了簡短介紹，盡管篇幅不多，但足以讓大家認(rèn)識到黃石火山的巨大威力。  黃石火山位于美國黃石國家公園內(nèi)，火山口在懷俄明州的西北角，大約有72公里長，55公里寬，黃石公園則在美國國土的位置上也是偏向西北角，如下圖：  USGS（美國地質(zhì)調(diào)查局）模擬了黃石火山噴發(fā)的后果，黃石火山最近一次噴發(fā)出了1000立方千米的物質(zhì)，也許大家沒啥概念，導(dǎo)致1816年無夏之年的1815年坦博拉火山噴發(fā)也就噴出50立方千米的物質(zhì)，黃石火山至少是其20倍！  左四為黃石火山最后一次噴發(fā)物質(zhì)多少示意圖，中左為1815年坦博拉火山，右中為1980年圣海倫火山（圖源USGS） 一旦發(fā)生噴發(fā)，將會把科羅拉多、懷俄明和猶他州的大片地區(qū)掩埋在高達(dá)三英尺（0.9米）的有毒火山灰中，這三個(gè)州有多大各位知道嗎？74萬平方公里，差不多接近美國國土面積的10%，當(dāng)然后果遠(yuǎn)不止這些：  USGS模擬的噴發(fā)火山灰影響范圍 幾乎整個(gè)中西部都會陷入火山灰?guī)淼暮诎抵?，天空中都會彌漫著火山灰，火山周?000千米范圍內(nèi)，火山灰與空氣水汽變成泥漿暴雨傾瀉下來，爆發(fā)泥石流，壓垮民房；  火山灰也將致人呼吸道嚴(yán)重過敏，汽車發(fā)動機(jī)熄火，植物枯萎死亡等等，農(nóng)作物將被摧毀，輸變電系統(tǒng)將被破壞，可能導(dǎo)致大半個(gè)美國停電。 火山噴發(fā)的有毒氣體會使民眾中毒，食物和水受到污染； 上述是火山噴發(fā)后短期內(nèi)出現(xiàn)的問題，中長期則是氣候系統(tǒng)會受到嚴(yán)重影響，火山噴發(fā)的硫酸氣體會在兩周內(nèi)覆蓋全球，反射陽光，平均氣溫下降12~15℃，赤道都可能積雪；這個(gè)時(shí)間可能會持續(xù)2~3年，全球死亡人數(shù)可能超過10%。  扔顆威力最大的氫彈：能將黃石火山引爆嗎？ 最大的氫彈威力是多大？現(xiàn)役威力最大的不過百萬噸TNT當(dāng)量，但美國歷史上曾裝備過1500萬噸當(dāng)量的MK-17，二前蘇聯(lián)則制造過當(dāng)量達(dá)1億噸的沙皇炸彈，后因爆炸范圍影響太大減裝藥到5000萬噸，實(shí)際爆炸當(dāng)量為5800萬噸左右。  沙皇炸彈 但事實(shí)上氫彈的威力并不像原子彈存在天花板，當(dāng)量是沒有上限的，因?yàn)榫拖裨訌椏梢宰鳛闅鋸椀陌鈾C(jī)一樣，而這一級氫彈又可以引爆下一級氫彈，使用三相彈的模式可以一級一級引爆下去，一直到它的當(dāng)量無限大，比如100億噸也是可以的，因此如果要問氫彈能不能引爆黃石火山，那完全是可以的。 三相彈結(jié)構(gòu) 黃石火山下方的地殼有多厚？ 所以一個(gè)問題很關(guān)鍵，黃石下方的地殼有多厚？它還能壓制火山多久？黃石火山是蛇河-黃石熱點(diǎn)（Snake River Plain - Yellowstone hotspot）的一部分，最早在1600萬年前就噴發(fā)過，但它下方連著地幔柱，隨著板塊的移動，在美國國土上留下一連串的火山口： 黃石高原-蛇河平原火山區(qū)彩色陰影地形地形圖顯示了黃石熱點(diǎn)的軌跡 當(dāng)前的黃石公園下方的巖漿房也是歪斜的，但下方的地幔柱暫時(shí)并沒有找到新的出口，如果噴發(fā)的話仍然會從這個(gè)薄弱點(diǎn)上涌。 據(jù)USGS估計(jì)，這個(gè)巨型巖漿房位于黃石火山口下大約5~17千米的地方，長約90千米，寬約40千米，不過巖漿房內(nèi)大部分仍然還是固體，只有5%~15%的熔巖，但這些是含硅量高達(dá)75%流紋巖巖漿，非常粘稠很難通過膨脹體積來減壓，所以這個(gè)壓力在黃石火山口下方不斷積聚，在未來某天將會引發(fā)驚天大爆發(fā)。 黃石火山口周圍的地形 USGS設(shè)置了大量的監(jiān)測站時(shí)刻監(jiān)視黃石地區(qū)的地質(zhì)活動情況，比如有感以及無感地震的監(jiān)測，還有利用GPS以及合成孔徑雷達(dá)等多種手段監(jiān)測地面位移與隆起的數(shù)據(jù)監(jiān)測。 1996 年以來北緣變形源演化的四個(gè)干涉圖 合成孔徑雷達(dá)的對黃石火山口的地形的觀測，從1995年起開始是隆起，到2001年時(shí)基本停止，然后在2004年又轉(zhuǎn)為沉降（圖A、B）。2013年底又恢復(fù)了以20-30厘米/年的速度上升，但到2014 年3月30日發(fā)生Mw4.9級地震后突然逆轉(zhuǎn)為沉降（圖C）。下沉在2015年初停止，隨后又繼續(xù)發(fā)生了2016 年初開始的隆起事件（圖D）。 如何避免火山噴發(fā)？ 科學(xué)家很難確定黃石火山什么時(shí)候會噴發(fā)，但有一點(diǎn)可以肯定的是它不會立即噴發(fā)，但這就像一把達(dá)摩利斯之劍懸在人類頭上，鬼知道它什么時(shí)候會落下，而且它的代價(jià)對于人類來說實(shí)在太大，那么如何避免呢？ 2017年時(shí)，NASA就曾以“能否阻止黃石火山噴發(fā)”為主題進(jìn)行了一項(xiàng)深入研究，認(rèn)為只要將其巖漿房降溫35%即可避免爆發(fā)，而方法則是向地下10千米處注入大量水，待其返回地面帶出大量的熱，這些水一直可以循環(huán)使用。 聽上去是不是很熟悉？這不就是地?zé)崂玫奶茁罚棵绹司褪沁@么想的，而且成本也不高，只需34.6億美元，只是從現(xiàn)階段來說，向地下10千米處注入高壓水，并且要將其成功引出，這個(gè)難度頗高，如不理解，可以參考科拉深鉆孔的鉆探經(jīng)歷。 氫彈真的能引爆黃石火山？ 氫彈無限當(dāng)量一定會引爆黃石火山，但這個(gè)答案沒有任何意義！現(xiàn)在的關(guān)鍵是黃石火山是否已經(jīng)處在了臨界階段，從InSAR（合成孔徑雷達(dá)）的觀測來看，黃死火山口一直在起起伏伏，這表示下方的能量已經(jīng)有能力將厚達(dá)5~17千米的地殼頂起，這意味著什么？ 黃石火山已經(jīng)處在了臨界狀態(tài)，在這個(gè)地殼的重量與巖漿房的壓力拉鋸戰(zhàn)中，地下的高壓的巖漿房的壓力已經(jīng)占了上風(fēng)，此時(shí)如果有一顆超級氫彈的助力，也許噴發(fā)就在瞬間發(fā)生。但問題是誰會做這種自殺的事情呢？ 參考： https://cn./opinion/20190823/supervolcano-yellowstone/ https://www./future/article/20170817-nasas-ambitious-plan-to-save-earth-from-a-supervolcano https://www./faqs/how-big-magma-chamber-under-yellowstone?qt-news_science_products=0#qt-news_science_products https://www./center-news/evolution-yellowstone-plateau-volcanic-field-past-present-and-future https://www./articles/10.3389/feart.2018.00249/full |
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