改变地球面貌的15次火山大爆发，我们才刚刚开始有所了解
原文以Earth’s lost history of planet-altering eruptions revealed为标题
发布在\2017年3月14日的《自然》新闻上
原文作者：Alexandra Witze
地质学家发现的大型火山活动迹象可回溯至30亿年前。
在古代地球上，巨大的火山喷发岩浆远比地质学家估计得更为频繁。对地质记录的分析显示，在过去的三十亿年间，与此前已知的最大火山喷发规模相当的喷发就发生了至少十次。
这些喷发与一些地球历史上影响最深远的事件有关，其中包括了规模最大的物种大灭绝（译注：指二叠纪末大灭绝事件）；该灭绝发生在2.52亿年前，当时，火山喷发产生的熔岩和有毒气体覆盖了西伯利亚。
“当我们在时间的长河中回溯，就会发现每件事在重要性上相去无几，”这项研究的领导人Richard Ernst说；他是加拿大卡尔顿大学及俄罗斯托木斯克州立大学的一位地质学家。“这些都是地球史上波澜壮阔的大事。”
印度西高止山脉中的火成岩沉积于6600万年前德干地盾的火山喷发。
Dinodia Photos/Getty
知晓何时何地会发生这样的火山喷发能帮助地质学家精确定位矿床位置，重构历史上的超大陆，理解地壳生成。研究其他星球上的此类火山活动还有助于发现地球早期地质史的相关线索。
今年三月，Ernst向赞助这项研究的产业协会介绍了研究发现（参见“史上最大火山爆发”一图）。他预计将在年底前通过世界地质图委员会的地图公布这些数据。
“这或许是在今后十年中起到关键作用的数据库，”澳大利亚塔斯马尼亚大学的海洋地球物理学家Mike Coffin说。
出乎意料的是，古代火山喷发的迹象并不难寻。它们喷发出的岩浆早已被侵蚀殆尽，但将熔岩从地球深处送上火山的管道仍然存在。
Ernst和他的同事在全球范围内搜寻这些管道的迹象。这些痕迹看上去通常像是古代岩浆喷发形成的径向辐条，在早已消失的火山口呈扇形分布。地质学家将这些被称为岩墙群的痕迹标记在地图上，并使用铀铅测年法来确定每条岩墙中岩石的精确年龄。通过匹配岩墙的年龄，研究者们得以将来自同一次大型火山喷发的岩石联系起来。在调查中，他们发现了许多此类大型火山活动的证据。
这些新识别出的火山喷发都被收录在了Ernst的数据库中。“迄今为止，我们已经收集了10到15次与可能西伯利亚事件规模相当的火山喷发，”Ernst说，“过去我们并不知道这些喷发的存在，或者虽然略有所知，却对它们的真实规模缺乏概念。”
他们的记录包括一次13.2亿年前发生在澳大利亚的火山喷发，而这次喷发联动了一次在中国北方发生的火山活动。摩洛哥卡迪·伊亚德大学的地质学家Nasrrddine Youbi介绍说，通过将不同大陆的岩墙群联系起来，科学家们便能更好地了解地壳在历史上是如何变动的。
这些喷发对应的专业术语是“大火成岩区（large igneous provinces, LIPs）”。在几百万年间，它们能喷发形成百万余立方千米的岩石。相形之下，1980年美国华盛顿州圣海伦火山喷发形成的岩石仅有10立方千米。
在地质学尺度上的极短时间内，这些大型喷发还排放出了足以改变大气温度和海洋化学的气体。今年二月发表的一项模型研究发现，在西伯利亚喷发的高峰期，全球温度飙升了七摄氏度。喷发所带来的含硫颗粒物随即导致了全球变冷和酸雨，导致了超过96%的海洋生物灭绝。
不过，据挪威奥斯陆大学的火山学家Morgan Jones介绍，再向前追溯，大火成岩区如何影响全球环境就不那么清晰了。回溯的时间越久，不确定性就越大，将单次喷发与特定的环境影响联系起来也就越困难。“我们的认知仅限于此，”他说道。
平均而言，大火成岩区每两千万年发生一次，最近一次发生于一千七百万年前的哥伦比亚河，即今天的美国西北部地区。
纽约水牛城大学的火山学家Tracy Gregg介绍说，发现更多的大火成岩区还有助于探究临近星球的地质历史。
Gregg指出，火星、金星、水星和月球都显示出了大规模火山喷发的迹象。在月球，类似大火成岩区的火山活动最早在38亿年前就开始了，在火星上可能是35亿年前。但因由于没有使行星表面保持活跃的板块构造，这些喷发逐渐停止了。
“其他行星保存了在地球上业已遗失的、有关行星演化早期历史的信息，”Gregg说。“它们提供了一个窗口，可供我们观察地球的早期历史。”ⓝ
Nature|doi:10.1038/543295a
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