本文探讨了大规模火山爆发对全球的潜在灾难性影响，并呼吁各国政府、科研机构和金融行业采取积极措施，为应对未来可能发生的火山灾难做好准备。文章以1815年印尼坦博拉火山爆发为例，详细描述了其造成的毁灭性后果：不仅导致数万人直接丧生，更引发了全球性的气候异常、农作物歉收、经济萧条、社会动荡以及霍乱大流行，最终可能导致数千万人死亡。
Taal volcano near Batangas, the Philippines, erupted in January 2020. Credit: Domcar C. Lagto/Pacific Press via Zuma Wire文章强调，尽管类似坦博拉火山爆发这样的大规模火山喷发事件较为罕见，但并非不可能再次发生。根据地质证据，本世纪发生同等规模火山爆发的概率为六分之一。如果在未来几年内发生这样的灾难，其经济损失将是天文数字，初步估计首年损失可能超过3.6万亿美元，后续损失也将超过1.2万亿美元。这主要源于极端天气、农作物减产和粮食供应的不稳定。然而，目前对火山爆发影响的预测存在很大的不确定性。虽然科学家理解火山活动影响气候的基本机制——二氧化硫喷入平流层形成硫酸盐气溶胶，反射太阳辐射导致地球表面降温——但具体的影响程度取决于气溶胶颗粒的数量、分布和大小等因素。此外，降雨、农业和经济市场受到的影响更加难以预测，并且所有这些因素都会与气候变化相互作用，使情况更加复杂。
Source: M. Sigl & M. Toohey PANGAEA https://doi.org/10.1594/PANGAEA.971968 (2024).为了减少这些不确定性，文章提出了一个三管齐下的方法：1、研究人员需要将气候模型、地质证据、历史火山记录结合起来，更准确地重建过去火山喷发释放的硫含量及其造成的降温效应。由于目前对早期火山喷发的研究主要依赖于冰芯样本，而模型重建过程中需要对喷发量、羽流高度和气溶胶颗粒大小等参数进行假设，因此存在较大的误差。即使是像坦博拉这样的大规模喷发，不同模型重建的平流层硫酸盐水平也存在显著差异。2、在全球变暖的背景下，大气、海洋和陆地上的许多物理和化学过程都发生了变化，这将影响火山羽流的扩散、气溶胶的传播、海洋分层以及极端气候事件的发生频率和强度。因此，需要深入研究火山爆发如何与人为气候变化相互作用，以及如何在更温暖的世界中预测火山爆发的影响。目前的许多气候模型并未充分考虑这些因素，因此低估了火山活动的影响和大型火山爆发的频率。3、与1815年相比，当今世界人口更多，互联互通程度更高，农业系统也更加复杂。一次大规模火山爆发将对全球粮食安全和供应链造成巨大冲击，可能引发社会动荡、冲突和移民。文章呼吁将气候模型与农业模型结合起来，预测火山爆发对作物产量、粮食贸易和社会经济的影响，并制定相应的应对策略。例如，评估国际贸易网络和粮食储备，改进全球粮食贸易系统在重大干扰后的应对能力。
Ash slurry covered a valley near Mount Pinatubo after it erupted in the Philippines in 1991.Credit Marc Schlossman/Panos Pictures此外，文章还强调了稳健的决策方法的重要性。由于火山爆发的时机、地点和规模以及当时的气候状态都难以预测，传统的“预测-行动”框架并不适用。文章建议采用“向下反事实方法”，即假设在当今气候条件下发生类似坦博拉规模的火山爆发，并以此评估对粮食贸易等系统的影响，从而帮助保险公司、再保险公司和其他金融机构进行资本压力测试，为潜在的经济损失做好准备。
Lava from the Sundhnúkur volcano near Grindavik, Iceland, in June 2024.Credit: John Moore/Getty总而言之，大规模火山爆发是不可避免的全球性威胁，需要全球共同努力，加强科学研究，完善预测模型，制定应对策略，才能将未来灾难的影响降至最低。这需要各国政府、科研机构、金融行业以及国际组织的通力合作，提高对火山爆发风险的认识，并积极采取预防措施。参考文献：Nature 635, 286-289 (2024)
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-03680-z
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