火山噴發能產生多少二氧化碳呢？看完之後才明白其實人類並不渺小

有人說一座火山一次噴發所排出的二氧化碳的量比人類活動一年排放的還要多，人類活動不是導致二氧化碳濃度上升的主要原因，那麼事實真相是怎樣的呢？

每一次火山噴發都會產生很多污染物，除了火山灰還有粉塵以外，還有「溫室殺手」——二氧化碳，它是大氣中主要的溫室氣體之一。在目前人類已知的最極端的情況下，一次火山噴發在短短數小時內就可以產生數百萬噸的二氧化碳。那麼，會不會存在這樣一種可能：一座火山噴發時向大氣中排放的二氧化碳的量比人類一整年生產生活中產生的二氧化碳量還多呢？為了回答這個問題，咱們就來看看科學的數據吧！

NASA的一顆衛星拍攝的地球照片 來源：NASA / Blue Marble Project.

在太空中來看，我們可以明確感受到地球真的是一個可以孕育生命的星球，它與太陽系中其他的行星有很大的差別。這個星球有陸地、海洋、變化的雲層，以及雖然稀薄但必不可少的大氣層。整個星球生機勃勃，氣候每天都在變化，四季鮮明。如果沒有大氣層，那麼地球的氣溫將會降低33℃，此時的地球將沒有液態水存在，我們在太空中看到的也只能是地球的表面，而由於失去了液態水，當地球表面發生變化后，它將無法恢復原貌。儘管大氣層的質量小於地球質量的0.0001%，但正是由於它的存在，才使得地球變得適合生物居住。

雖然地球大氣層的重量只有5.15 x 1018 千克（小於地球質量的0.0001%），但是它的存在對地表形態起著至關重要的作用。 來源：Cosmonaut Fyodor Yurchikhin / Russian Space Agency Press Services.

大氣壓的存在使得地球上的水能以液態的形式出現。雲、水蒸氣、甲烷、二氧化碳的存在，能為海洋中的水提供一定的熱量，以免它們凍結。碳元素是組成地球的重要元素之一，同時它也是宇宙中含量第四多的元素，有機物的形成少不了它。它的存在，是除了太陽以外，決定地球溫度的最重要因素，因為主要的三種溫室氣體，其中兩種就和它有關（另一種是水蒸氣）。但是，大部分的碳元素並不存在於地殼中，而在地幔深處。

地幔中富含大量碳元素，在美國對應區域的地幔中，很多碳元素以碳酸鹽的形式存在。

圖片來源：Royal Holloway University of London.

數十億年來, 火山噴發這樣的地質過程式控制制了大氣中碳的濃度, 因為火山活動是碳元素從地幔進入到大氣層的主要方式。地幔中的碳元素大部分是以碳酸鹽的形式存在, 但也有大量的二氧化碳封存在地幔深處, 溶解於液態岩石中。根據最近對美國地下碳儲量的研究，進而估計整個地幔中的碳含量，我們可以得出地幔中的碳含量約為100萬億噸，而如今大氣中的二氧化碳的含量僅為3.2萬億噸（摺合成含碳量約為8700億噸）。

溫室氣體排放量的增多（無論源頭在哪裡），對地球的氣候產生巨大的影響。

現在，我們已經可以精確的測量和估計人類通過燃燒化石燃料等方式向大氣中排放的二氧化碳的量，但是，如果想了解人類的這些活動的影響，我們就得知道究竟自然中產生（非人為因素）的二氧化碳的量有多少。人類在一年中排放的二氧化碳的量約為290億噸，佔比略小於大氣中二氧化碳含量的1%。我們傾向於認為，火山噴發是導致大氣中二氧化碳的增加主要來源，而且例子也不僅僅只有埃特納火山一個，它只是最典型的代表性示例之一。如果有人問你「你認為今年最可能爆發的火山是什麼」，「埃特納火山」恐怕是最「可靠」的答案。

在國際空間站上的遠征五號的三名宇航員觀察到埃特納火山壯觀的火山噴發, 他們對火山噴發引起的火山灰和粉塵的細節進行了拍攝。 來源：NASA / ISS

我們可以比較準確地測量埃特納火山排放二氧化碳的量，平均每天約為1.6萬噸，一年約為580萬噸。也許和人類活動相比，這樣的排放量不會給你留下深刻的印象，但是，這僅僅是一座火山的排放量！在全球，無論是活躍還是休眠，很多火山都在持續地排放著二氧化碳，這意味著這些火山的二氧化碳排放量是不容小覷的。

世界上有數百座活火山和休眠火山，圖中的火山位於堪察加半島，它一直在釋放著二氧化碳。

2013年，科學家們對火山噴發的大量數據進行整理分析，讓人們對地球上火山的二氧化碳排放量有了比較清楚的認識。他們發現：

• 對33座火山排放的二氧化碳含量進行測量的結果顯示，這33座火山平均每年約排放了6000萬噸二氧化碳。

• 全球約有150座這樣的火山，那麼根據上面的數據，可以估算這些火山每年約排放2.73億噸二氧化碳。

• 30座歷史上曾噴發過的火山每年約排放640萬噸的二氧化碳。

• 全球共有約550座上述類型的火山，科學家們推斷這些火山每年約排放1.17億噸的二氧化碳。

• 全球的火山湖每年約排放9400萬噸的二氧化碳。

• 死火山等其他區域每年約排放6600萬噸二氧化碳。

• 最後, 大洋中脊每年約排放9700萬噸二氧化碳。

沿大洋中脊的熱液噴口以 "黑色吸煙者" 的形式排放碳和二氧化碳, 但目前尚不清楚這一過程是否會導致大氣中二氧化碳含量增加, 也許它們在進入大氣層之前就已經全被吸收掉。

將上面的數據加起來，總的二氧化碳的排放量約為6.45億噸。當然，這個結果也許並沒有那麼準確，畢竟這其中存在很多估算的數據，每年的火山活動都不一樣，選取埃特納火山為例也稍顯特殊。但至少我們有了這樣一個數據——6.45億噸來和人類活動引發的二氧化碳排放的數據——290億噸進行對比。此時你就會發現，究竟是什麼原因使得1750年以來大氣中二氧化碳的含量急劇增多。

地球大氣中二氧化碳的濃度可以通過冰核測量（容易追溯到數十萬年前）以及大氣監測站（如莫納羅亞山上面的監測站）來確定。自17世紀中葉以來，大氣中二氧化碳含量急劇增加。 來源：CIRES & NOAA

歷史上還有幾次罕見的火山噴發，如1980的聖海倫斯山噴發還有1991年的皮納圖博山，它們分別排放了1000萬噸和5000萬噸的二氧化碳，也就是說，只有當3個聖海倫斯山和1個皮納圖博山每天都發生火山噴發時，總的二氧化碳排放量才能和人類活動產生的二氧化碳總量相等。

菲律賓火山研究所和美國地質調查局合作，使得1991年的皮納圖博火山噴發的時間和噴發的規模得到準確的預測, 讓成千上萬的平民能夠成功地撤離。 來源：Albert Garcia

地球的地幔中碳含量達數萬億噸，即使只是總量的小部分排放到大氣中，也會對人類帶來災難性的後果。但是如果考慮火山噴發實際的排放量，那麼每年不到10億噸是一個很小的數目，地球可以很好的處理這些二氧化碳，使大氣中二氧化碳含量處於動態平衡的狀態。

1912年諾瓦魯普塔火山噴發是20世紀規模最大的一次噴發，排放的二氧化碳量還不足2億噸。

如果沒有近代以來的人類活動，那麼氣候是穩定的，大氣中二氧化碳的含量也不會急劇增多。這些問題是人類引起的，如果我們想要使氣候變回原來的樣子，解鈴還須繫鈴人，我們應該採取一些行動。

https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2017/06/06/how-much-co2-does-a-single-volcano-emit/#2fdf1a2a5cbf

編輯：山寺小沙彌

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