寻找未知火山

1809年2月，哥伦比亚天文台（现今的哥伦比亚）台长弗朗西斯科·何塞·德·卡尔达斯（Francisco José de Caldas）正在处理一个引起大家议论纷纷的问题——即奇怪的天空和反常的天气。

卡尔达斯出版了一份科学周报，名为《新格拉纳达公报》（Semanario del Nuevo Reyno de Granada）。在“气象新闻”的标题下，他描述了自去年12月11日以来太阳外观的变化。太阳被一层高而薄的云遮蔽，失去了光彩，“以至于许多人将其误认为月亮”。天空是乳白色的，一点也不蓝，夜晚较暗的星星似乎也消失了。此外，天气异常寒冷，田野结冰，庄稼受损。

卡尔达斯写道：“很多人向我咨询，我不得不安抚他们！”他深知自己的权威。他宣布，造成这些现象的云不必害怕，就像不应害怕日食一样，总有一天科学会给出解释。

然而，要解释发生的事情，却花费了近200年的时间，而它的发生地点至今仍不清楚。随着时间的推移，卡尔达斯的观察结果逐渐被淹没，在档案中被历史年复一年的沉积所层层掩埋。

1815年4月，在距离波哥大半个地球的印度尼西亚，坦博拉火山（Mount Tambora）剧烈喷发。约88,000人死亡，使坦博拉成为有记载以来最致命的火山。之后，卡尔达斯描述的大气现象在北半球许多地区都有出现。气候急剧变冷，导致欧洲和北美洲的1816年被称为“无夏之年”。坦博拉带来了深远的社会后果（因歉收导致的饥荒和动荡）和文学后果。（由于恶劣的天气，玛丽·雪莱在室内创作了她的长篇小说《弗兰肯斯坦》，拜伦则创作了他阴郁的诗歌《黑暗》。）

未被注意的喷发

火山活动与气候变化之间的联系在科学界很晚才被认识到。英文中的第一次提及是本杰明·富兰克林。富兰克林在1783年对欧洲和美洲部分地区阴沉的太阳和“普遍的雾霾”感到困惑，他提出了彗星、流星或冰岛活跃的火山作为可能的原因。最后一个是正确的：那是拉基火山（Laki），过去1000年里最高纬度的最强大火山。尽管如此，像拉基火山和坦博拉火山这样影响气候的喷发仍然很少见。更重要的是，当时的科学家没有技术来监测它们。1883年印度尼西亚喀拉喀托火山（Krakatau）的喷发被英国人（称之为Krakatoa）密切研究。但皇家学会1888年的报告，尽管记录了世界各地怪异的红色日落，却没有提及暂时变冷的天气。

根据罗格斯大学气候学家、火山喷发对大气影响专家艾伦·罗博克（Alan Robock）的说法，“1912年至1963年间没有发生（大规模）喷发，很少有研究人员对此感兴趣或从事相关研究。”“直到20世纪70年代和80年代，在1963年阿贡火山（Agung，印度尼西亚）、1980年圣海伦斯火山（Mount St. Helens，美国）和1982年奇钦火山（El Chichón，墨西哥）喷发之后，火山喷发与气候变化之间的科学联系才真正得到探索。”除了对火山气溶胶在大气中的输送有了更多的了解外，现代研究人员还拥有通信线路和卫星，因此火山喷发的消息能够迅速传递，并能在事件发生时记录其影响。

爆炸性喷发释放的气体主要是水蒸气、二氧化碳和二氧化硫，更不用说岩石和火山灰，这些会迅速沉降。如果是一次强烈的喷发，含硫气体将被推入平流层，在那里它们将转化为微小的硫酸液滴，即硫酸盐，直径约百万分之一毫米。形成一层气溶胶；最初的科学术语是“尘埃面纱”。

源自热带地区喷发形成的“面纱”或气溶胶层，首先会围绕地球的赤道带扩散，即所谓的“热带管道”，然后向北和向南流向两极。由于硫酸盐的阴霾会将一部分太阳能量反射回太空，地球表面的平均温度会下降多达0.5至1摄氏度。气溶胶会在一两年后沉降，气候会恢复到喷发前的状态。

冰层中的记录

20世纪70年代，研究人员在格陵兰岛和南极洲冰盖下的一个意想不到的地方发现了火山硫酸盐。极地降雪很轻，但随着每年的积雪被压缩成冰，它就包裹了大气和气候的化学印记，包括重大火山喷发的痕迹。

为了从冰层中提取信息，会钻取圆柱形岩芯，进行测年并逐层检查。在1816年形成的层中，距离地表约110米处，科学家们发现了坦博拉火山的酸性标记。事实上，最近几个世纪所有主要的火山喷发都在两极的一个或两个冰柱中有所体现。每座火山的规模及其对气候的影响都可以根据冰层中沉积的硫酸盐含量来估算。

现在我们来到1991年，这一年之所以重要，有两个原因。首先，菲律宾的皮纳图博火山（Mount Pinatubo）爆发了。火山学家和大气科学家们（在某种意义上）都围绕着皮纳图博，在地面和空中对其进行追踪。南达科他州立大学教授吉鸿·戴（Jihong Cole-Dai）表示，皮纳图博是历史上记录最完整、数据最丰富的火山，它成为了早期火山行为的“校准点”。它们的aerosol路径和对地表温度的影响可以根据皮纳图博的指导模型化。

第二个事件是戴教授和他的两位同事发表的一篇题为《1809年一次大规模热带火山喷发——坦博拉喷发前6年的冰芯证据》（Ice Core Evidence for an Explosive Tropical Volcanic Eruption 6 Years Preceding Tambora）的文章。尽管其他研究人员已经注意到坦博拉火山下方冰层中的硫信号，但戴教授是第一个宣布该信号属于1809年的一座火山，而且是一座当时无人报告的巨大火山。这座火山被称为“未知火山”，其规模几乎是喀拉喀托火山的三倍，几乎是皮纳图博火山的两倍，是巨型坦博拉火山的一半。为什么历史没有记住它？难道没有目击者吗？

研究“未知火山”影响的环境科学家们没有深入探究这个谜团。罗博克说：“知道那是哪座火山有什么重要呢？我们已经知道了它的存在。我们知道它对气候的影响。科学并不等待知道它的位置。”

然而，当戴教授在2009年发表另一篇关于“未知火山”的论文——在该论文中，他认为“未知火山”和坦博拉火山共同作用，导致了过去500年里最寒冷的十年——人们对“未知火山”的好奇心再次燃起。英国布里斯托大学的一个研究团队，他们的专长是解决火山学和气候科学中的遗留问题，决定尝试在西班牙和拉丁美洲的档案中寻找关于“未知火山”的记载。经过几个月的挖掘，他们找到了卡尔达斯的报告，以及秘鲁利马一位医生的一份确认报告，这位医生在卡尔达斯描述大气面纱的同时，也注意到了日落时出现的鲜艳光辉。通过研究冰芯，戴教授估计这次喷发发生在1809年2月，误差在四个月以内。波哥大上空的面纱始于1808年12月中旬，这意味着喷发发生在一周前或几天前。

但是，在哪里呢？如今已沉默的火山可能位于构造活跃的热带地区的任何地方。该布里斯托团队由拉丁美洲研究历史学家卡罗琳·威廉姆斯（Caroline Williams）领导，于去年秋天公布了他们的发现，她和她的同事们仍在思考这个问题。他们相当肯定，这个半球没有一个人看到了“未知火山”的喷发。他们承诺将继续寻找那个目击者。