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公元536年是史上最难熬的一年?

2020-05-09胡德良

科学大众(中学) 2020年2期
关键词:火山爆发冰岛火山

胡德良

如果你询问研究中世纪史的美国历史学家迈克尔·麦考密克,哪一年是历史上最难熬的一年?他会给出答案:不是1349年,虽然当时鼠疫引起的黑死病将欧洲的一半人口置于死地,也不是1918年,虽然那一年的大流感造成了5000万~1亿人死亡,而是公元536年。

在那一年里,一场神秘的大雾使欧洲、中东和亚洲部分地区陷入黑暗之中,不分白天和黑夜,持续了18个月。拜占庭历史学家普罗科匹厄斯曾经写道:“一年到头,太阳虽说发光,但没有亮度,就跟月亮似的。”那年夏天,中国下了雪,庄稼没有收成,人们遭受饥饿。爱尔兰编年史中也记载着:“从536年到539年,人们食不果腹。”之后的541年,一场被后世称为“查士丁尼大瘟疫”的流行病迅速蔓延,使东罗马帝国三分之一至一半的人口丧生,加速了该帝国的崩溃。

历史学家们早就知道,六世纪中期是一个通常被称为“黑暗时代”的时期,但是那神秘的烟云却一直是个不解之谜。现在,科学家终于找到了答案。

冰中寻找火山爆发痕迹

麦考密克是一位历史学家兼考古学家,还是哈佛大学人类历史科学倡议行动的主持人,他和美国缅因大学气候变化研究所的冰川学家保罗-马耶夫斯基领导着一个研究团队,对来自瑞士冰川的冰芯进行了一项超精密的分析。在哈佛大学举办的一场研讨会上,研究团队报告了他们的发现:536年年初的时候,在冰岛发生了一场灾难性的火山爆发,喷射出的火山灰遍布了北半球。接着,在540年和547年,又发生了两次大规模的火山爆发。连续遭受火山爆发的打击,外加瘟疫袭击,使欧洲经济陷入停滞状态,直到640年,冰芯中出现了另外一个信号——空气中的含铅量突然上升,这标志着银矿被大量开采,经济终于复苏了。

在20世纪90年代,就有树木年轮研究表明,公元540年左右的夏季是异常寒冷的。此后,研究人员一直在寻找造成异常寒冷的原因。从格陵兰岛和南极洲钻取的极地冰芯提供了一个线索:一座火山爆发时,向高空大气中喷发了硫化物和其他物质,所有这些物质在大气中形成了气溶胶层,将阳光反射回太空,对地球起到了降温作用。在把这些记录化学痕迹的冰芯与记录气候的树木年轮相匹配后,瑞士伯尔尼大学的迈克尔·西格尔研究团队发现:在过去的2500年当中,几乎在每个异常寒冷的夏季之前都会有一次火山爆发。该研究团队提出:535年年底或536年年初,可能是在北美洲出现了一次大规模火山爆发;接着,在540年出现了另外一次大规模火山爆发。这两次火山爆发导致了长时间的黑暗和寒冷。

2013年,麦考密克和马耶夫斯基领导的跨学科团队做出一个决定,着手研究一条从瑞士阿尔卑斯山的格尼菲蒂冰川上钻取的冰芯,他们试图在冰芯中寻找同样的火山爆发痕迹。这条72米长的冰芯封存着2000多年以來的火山灰尘、撒哈拉沙漠的尘暴以及欧洲中心地带人们活动的痕迹。研究人员利用激光器从冰芯上切下120微米厚的冰片,他们从每一米冰芯的中心部位进行采样,一共采集了大约50000份样品,通过对每份样品进行分析,破解了这些记录资料。这个方法使该研究团队确定了风暴来源、火山爆发和铅污染情况,能够具体到月或更短的时间单位,可以追溯2000年以来的情况。

哪里的火山惹的祸?

536年那场神秘烟云的来历终于大致清楚了,原来是由火山爆发引起的,但是还有一个问题,麦考密克和马耶夫斯基认为冰岛的火山爆发是罪魁祸首,而瑞士伯尔尼大学的迈克尔-西格尔则认为,可能是北美洲火山爆发引起的。究竟哪种说法更准确呢?

在536年春季的冰样中,缅因大学的研究生劳拉-哈特曼发现了两颗微小的火山玻璃颗粒。研究人员利用X射线照射这两个颗粒,以确定其化学指纹图谱,结果发现这两个玻璃颗粒,跟早先在欧洲湖泊和泥炭沼泽中发现的玻璃颗粒,以及取自格陵兰岛冰芯中的玻璃颗粒非常匹配,而这些地方的颗粒中拥有类似于冰岛的火山岩。

新西兰怀卡托大学的地球科学家大卫-罗维很信服这种化学相似性,他说:“瑞士冰芯中的颗粒,很可能同样来自冰岛的火山爆发。”西格尔则称,要想使他信服那次火山爆发是在冰岛而不是在北美洲发生的,还需要更多的证据来支撑。

无论怎样,536年的风向和天气系统一定能够正好将火山喷发的羽流导向东南方,穿过欧洲,然后进入亚洲,随着火山烟雾的蔓延,给这些地方盖上了一层寒冷的烟云。下一步研究人员要做的就是在冰岛和欧洲其他地方的湖泊中寻找更多的玻璃颗粒,用以确定火山爆发的地点就在冰岛,搞清楚那次火山爆发为何如此具有破坏性。

(责任编辑:白玉磊 责任校对:曹伟)

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