杨学祥

据国外媒体报道，英国的科学家日前称，他们最近在一项中研究发现，恐龙灭绝很可能是因为6500万年前的一次火山大爆发。火山爆发喷射出来的大量有毒气体，摧毁了恐龙在地球上赖以生存的生态环境。在最新一期出版的《科学》杂志上，英国的科学家公布了他们的这项最新研究成果。研究人员们表示，6500万年前，形成印度“德干岩群”的一系列火山喷发还向大气中喷入了大量的硫磺，这给地球气候造成了毁灭性影响。在分析5.45亿年前地球大量物种被扼杀灭绝的历史事件中，火山喷发是两个主要解释之一。还有研究人员表示，远古时代有一段时间地球上的火山非常活跃，火山活动本身也许并不能造成恐龙的灭绝。但在火山爆发的时候释放出大量的铱元素，这种元素会导致恐龙蛋不能孵化出小恐龙，所以最终导致恐龙的灭绝。科学家们发现在恐龙大量灭绝的地层里，这种铱元素特别丰富。英国开放大学的火山学家史蒂夫-塞尔夫说：“当时，形成‘德干岩群’的火山喷发所释放气体可能损毁了地球上的生命，从而导致了大规范的物种灭绝。尽管这一说法还未有确证，不过确有历史事件的支持。地球上曾经有过多次重大的物种灭绝，神秘的是，几乎所有灭绝事件发生的同时都陪随着巨大泛布玄武岩地区的形成。”每年从火山喷发中喷涌到大气中的硫是人类近年来在发电站中烧煤，以及通过其它工业活动产生的硫的10倍。其后果是大气中的硫酸浓度升高，酸雨分布更加广泛，从而导致地球上的气候逐渐变冷，气候循环的正常模式也遭到破坏[1]。

火山作用短期致冷和长期致热

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。因为火山灰和二氧化硫等火山喷发物到达平流层后，较小的气溶胶可在数月内传播到全球，并可在平流层内持续漂浮1~3年，使太阳直接辐射减弱，造成大气降温[2]。

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。根据物体加速吸能、减速放能的质量-速度-能量转换原理，引力场作功要消耗场空间的能量。太阳系轨道速度在远银心点达到最小，向空间释放最多的能量，形成一亿年前白垩纪的无冰温暖气候（仅地球本身因减速所释放的能量可使全球增温17度）；太阳系轨道速度在近银心点达到最大，从空间吸收最多能量，形成了第四纪的大冰期。长周期的火山强烈活动是地球内部积累了大量能量的结果[3-6]。

据Gerlach的估算，全球陆相火山以宁静方式放出二氧化碳的速率为每年792 百万吨，而陆相火山喷发出的二氧化碳的速率仅为每年66 百万吨[7]。前者是后者的12倍多。宁静方式火山放气没有明显的火山灰，其增温效果显著。热点放气也只有增温作用。据曾小苹、汤懋苍和郭维栋等人的研究，在地幔排硅作用中硅石和碱类作用生成水，热水汽通过构造带上升到云层，参与大气降水，甚至造成气象灾害[8]。雅鲁藏布江“大峡弯”是地球强构造运动的热点，也是全球降水最多、热带森林纬度最高的气候变化启动区[9]。藏东南的雅鲁藏布江大峡谷大地热通量可达每平方米25瓦，比平均大地热流值约大500倍，实测地下最大气体排放量为每年每平方公里216000吨[10]。

海水因为含有平均约3.5%的盐分，所以它的最大密度约出现在摄氏负2度左右，恰好与海水开始结冰的温度很接近[11]。两极临近结冰的海水密度最大，源源不断地沉入两极海底，自转离心力使较重的海水向赤道海底运动，形成全球巨厚的海底冷水层。由于太阳辐射不能进入这个领域，“冷”被安全地封存在海底，冷水领域还不断扩大。赤道海水表层热水在上、冷水在下，垂直方向只有热传导、没有热对流。随着海洋冷水区的不断扩大和赤道海洋表层热水区的不断缩小，赤道和两极的温差也不断加大，形成中、高纬度地区的冰盖和冰川。我们称这个过程为海底藏冷效应。它是海气相互作用的典型范例，大气中的“冷能”由此而进入海洋。冰雪反射太阳辐射，随着冰雪面积的不断扩大，地表接受到的太阳能量越来越少，使大气和海洋越来越冷，冰期有一个长期的“冷积 ”过程[3，12]。

由于内核相对地壳地幔的差异旋转，太阳辐射达到最大值时使核幔角动量交换达到高峰，部分旋转动能转变为热能积累在核幔边界赤道区（此处核幔速度差最大，积累的热能最多）。超级热幔柱（羽）由核幔边界赤道热区升起，在海底赤道区喷发，加热了底层海水，并引发赤道和两极之间的海洋整体热循环，降低了赤道和两极大气的温差，使两极的海温和气温逐渐上升到冰点以上，消除了海洋藏冷效应的“冷源”，形成全球无冰温暖气候，产生晚白垩纪赤道海洋表层低温之谜（当时温度为摄氏21度，比现代低6.5度，见图1）。我们称这个过程为海洋锅炉效应[3，12]。有证据表明，随着热幔柱喷发强度的减弱，近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏15度，大气冷却了10~15度[13，14]。这是典型的地、海、气相互作用。计算表明，一亿二千万年前形成翁通爪哇海台的海底热幔柱喷发，其释放的热量可使全球海水温度增高33度[3，6，12，14]。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度以上[15]。海底火山活动引发的深海热对流在全球气候变化中的作用不容忽视[16]。

                自然形成的温室效应远大于人类活动

近期发现海洋气体水合物蕴藏的碳为地球上所有已知天然气、原油和煤的碳量的二倍，从中逃逸出的气体形成的温室效应远大于人类活动[17]。海洋锅炉效应是地下和海洋中温室气体进入大气的原因，核幔角动量交换和地球形变又是海洋锅炉效应的原因