朝鲜的“千禧火山喷发”淹没了天空中的硫磺,但几乎没有留下气候痕迹

横跨中国和朝鲜之间的边界,巨大的白头山火山长期以来一直是个谜。 在公元946年,Paektu(在中国称为长白)在过去的2000年中以少量火山相匹配的力量爆发。 然而奇怪的是,Paektu的“千年喷发”并没有像印度尼西亚的坦博拉山那样具有同样的破坏性气候影响,其1815年的爆炸将28兆吨的硫气倒入大气层,使地球降温1°C并导致着名的“没有一个夏天。“ 现在,对来自白头山的岩石进行的一项新的分析表明,它的火山爆发实际上产生了45兆吨的硫 - 远远超过坦博拉,超过格陵兰冰芯估计的20倍。

“潜在硫磺的数量巨大,”坦佩亚利桑那州立大学的火山学家Kayla Iacovino说,他领导了这项研究,这是朝鲜,英国和美国科学家之间罕见的合作。 她补充说,结果使得Paektu显然较弱的气候效应更加神秘。

研究人员通常使用岩石,冰和树木环记录混合估算古代火山喷发的气候影响。 硫磺一旦撞击平流层就变成反射太阳的行星冷却硫酸盐颗粒,最终沉淀在地球周围,通常保存在冰芯中。 但格陵兰对应于946​​ CE的核心并不含有太多的硫,而且核心和树木环中几乎没有证据表明当时全球气温下降。 这导致许多火山学家相信,虽然Paektu打包了一个本地拳,但它几乎没有留下全球遗产。

朝鲜的“千禧火山喷发”淹没了天空中的硫磺,但几乎没有留下气候痕迹

英国剑桥大学的火山学家克莱夫·奥本海默(Clive Oppenheimer)和新论文的合着者,研究了千年火山爆发时帕克图山(Mount Paektu)暴露的灰烬。

理查德斯通

Iacovino和她的合着者为了他们的新估计而回到了Paektu的浮石上。 科学家们已经在其他地方通过测量喷发前的晶体中保存的岩浆(如时间胶囊)的气体含量,并将其与爆炸后岩浆中硬化的岩石的气体含量进行比较来做到这一点。 这种技术使科学家能够估算液化气体的数量 - 包括喷入空气中的硫。 但它也错过了在喷发之前已经在Paektu的岩浆炖菜中转变为气相的任何硫磺。 像Paektu这样富含二氧化硅的火山,往往有厚实的粘性岩浆,似乎含有大量的气体。 “想象一下花生酱球,并试图向其注入气体,”Iacovino说。 “花生酱很容易抓住它。”

为了估计缺少的硫,Iacovino和她的合着者必须模拟岩浆在其储层中冷却时的结晶。 某些元素相对容易形成晶体,而其他元素如铀则抵抗结晶。 在估算硫的结晶速率后,他们可以比较玻璃状斑点中保留的多少量与铀的量。 研究小组今天在“ 科学进展”杂志报道,这一差异表明硫磺气体已经渗透了多少 。

Iacovino和她的同事提供了一些理由,说明为什么这么大量的硫磺似乎不会给地球降温 - 或者在格陵兰岛的冰芯中留下大部分痕迹。 Paektu是一个高纬度火山,这意味着火山喷发的排放物往往停留在同一个半球内,因此具有较小的全球降温效应。 来自高纬度火山的硫酸盐颗粒也比像Tambora这样的热带火山喷发更快地从平流层中脱落。 最后,有证据表明,Paektu在冬季吹过顶峰,这会抑制其气候效应,因为其硫酸盐颗粒反射的太阳会减少。

新泽西州新不伦瑞克省罗格斯大学的气候科学家艾伦·罗伯克(Alan Robock)说,这些解释并不令人信服,他专攻平流层硫酸盐。 “他们声称,由于硫磺排放量很大,即使冬季火山爆发,格陵兰岛肯定会有沉积物,”他说。 英国基尔大学的火山学家Ralf Gertisser说,一个更简单的解释可能是硫磺在火山爆发前缓慢燃烧,使主爆炸的排放更接近早期的预测。

但是,如果该研究的估计值更高,那么它应该引起人们关注如何利用来自冰芯的证据来衡量过去的火山爆发,Iacovino说。 不是自动假设核心测量火山喷发的排放,而是将其作为衡量其气候效应的指标。 “塑造地球古老氛围的人应该考虑这一点。”

该研究由美国科学促进会( 科学出版社)组织的2013年访问产生, 。 与她的朝鲜同事一起,Iacovino在946年火山喷发之前和之后收集了浮石 - 这一时期看到了高丽王朝的崛起,这个王朝统一了朝鲜半岛,并以现代国家的名字命名。 Iacovino当时对亚洲知之甚少,更不用说Paektu了。 但火山学将这些团体聚集在一起。 “当我们在一起时,我们谈论的是科学,”她说。 “我们忘记了其他一切。”

但是在撰写论文时,事情并非如此简单。 如果Iacovino对她在朝鲜地震局的合着者Kim Ju-Song有疑问,她就不能拿起电话。 相反,她会发送电子邮件给伦敦大学的火山学家James Hammond,他负责协调该项目。 哈蒙德将通过电子邮件发送给中国非政府组织的电子邮件,该组织将科学家与朝鲜联系起来,这个非政府组织将联系Ju-Song。 但他们的大部分工作仍然是亲自完成的,其中包括为朝鲜研究人员前往伦敦的一次旅行。

尽管第一轮工作即将结束,但Iacovino确信这是与朝鲜火山学家持续合作的开始。 毕竟,Paektu也没有做到。 尽管自1903年以来它还没有爆发,但它在过去的十年里再次开始抱怨。