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尼加拉瓜地震頻繁將引起火山爆發?專家:無直接證據

陳妤寧
・2014/05/01 ・1177字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 535 ・七年級

文 / 陳妤寧

馬納瓜湖和附近火山、重要都市的地理位置。(圖片來源:陳妤寧)
馬納瓜湖和附近火山、重要都市的地理位置。

尼加拉瓜在 2014年 4 月 13 日於當地晚間發生了 4.4 級和 5.6 級的兩次地震,震央位於尼加拉瓜首都馬拿瓜市北部,震源深度分別為 10 公里和 14.8 公里,屬於淺源地震。部分地區電力和通訊中斷,八百多間房屋受損或坍塌。尼加拉瓜屬於地震頻仍的國家,當月 10 日和 11 日也發生了規模 6 級以上的地震。

火山將隨之爆發?

尼加拉瓜的災害應變署(Nicaragua’s Disaster Response Agency,SINAPRED)在 4 月 18 日發布了一份研究報告,認為近來頻發的地震活動可能導致馬拿瓜市北部附近的火山活動,不過,目前沒有立即性噴發的證據。

科學家表示火山口和附近水井的水質沒有變異,沒有出現二氧化硫的成分,火山結構也沒有發生變化 — 也就是說 — 沒有徵兆就是最好的徵兆。

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然而,尼加拉瓜災害應變署(SINAPRED)的研究報告指出,過去幾周以來「戲劇性增加」的地震頻率,狀況和 1999 年塞羅內格羅火山前的上百次「地震前奏」非常類似。塞羅內格羅火山是中美洲最年輕的火山,而板塊活動引發的3次地震導致了它最後一次的爆發。

馬納瓜湖的斷層帶

首都馬拿瓜市位於「馬納瓜湖」的南側,面積 1024 平方公里的馬納瓜湖是中美洲第二大的淡水湖,在湖的北側和南側分別有莫莫通博火山和阿波耶火山這兩座火山。尼加拉瓜當局宣稱:「沒有科學證據可顯示莫莫通博火山和阿波耶火山即將噴發。」雖然目前顯示這兩座火山間的地震活動已經在減少中,但仍不排除芮氏規模 5 級到 6 級之間餘震的可能性。

事實上,尼加拉瓜近日的地震活動都集中在馬納瓜湖西南側的納加羅特市到馬特阿雷市之間一段長約 20 公里的斷層帶,也就是在 4 月 10 日受到 6.2 級地震正面衝擊的地區;這個地區和馬拿瓜市分屬不同的斷層帶,然而這份報告提出警告,認為馬納瓜湖持續的地震活動可能會激化馬拿瓜市的某些斷層,並且對城市引發大規模災害。

馬納瓜湖近年來出現了引起湖水倒退的湖岸線「變形」問題。科學家們正在調查原因,但基本上認為這是本地區頻繁的地震活動所引發的從屬現象之一。這份報告指出整體的湖水溫度正常,且之前所發現的升溫現象可能源於湖中其他位置所發現的天然溫泉口。

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這份報告建議尼加拉瓜保持高度的警覺,並且呼籲尼加拉瓜地區研究所(Nicaraguan Institute of Territorial Studies,INETER)應大幅增加對地震風險的研究和知識產出。而和火山爆發相比,應對餘震的風險保持更高的警覺。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

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陳妤寧
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熱愛將知識拆解為簡單易懂的文字,喜歡把一件事的正反觀點都挖出來思考,希望用社會科學的視角創造更宏觀的視野。
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地球在20年間「亮度」變低了!——地球暖化讓陽光反照率直直落

Mia_96
・2021/10/23 ・2757字 ・閱讀時間約 5 分鐘

地球暖化會造成溫度升高?不稀奇!地球暖化會造成人類生活環境越來越嚴峻?也不稀奇!但你有聽過,因為地球暖化,讓我們的亮度竟然逐年遞減,地球變得越來越暗嗎?

地球亮度的改變並不是近期才出現的新興議題,關於地球亮度的變化,科學家早在 1990 年代前後便提出一種現象「全球黯化」(global dimming)去解釋為何地表獲得的太陽光能量越來越低。

當時透過資料指出,進到地球的太陽能量大幅降低,從 1950 到 1990 年入射至地表的太陽光能量,竟然平均減少 4%! 也就是身處在地球上的人類會覺得地表的亮度似乎逐漸地降低。

但入射地表能量降低的原因並非是太陽發出能量的變化,而是因為近幾年我們最常耳聞的,空污現象! (圖/pixabay

當人類使用石油、煤炭等非再生能源發電時,會在環境中產生許多氣膠微粒,而這些氣膠微粒進入大氣,微粒可以吸收、反射入射到地球的太陽光,使太陽之能量無法進到地球表面,進而造成地球亮度降低。

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而全球黯化同時也影響著人們過去對於全球暖化的理解,當全球黯化造成入射到地表的太陽光減少時,代表著地球所獲得的能量並不如過往我們所想像的這麼多。換句話說,全球黯化所造成的冷卻效應竟比不上人們所造成的暖化速度!

知曉地球改變亮度的方法——地照!

近期最新研究更是顯示,1998 年到 2017 年近十年內,地球的反照率逐年下降!除全球黯化造成地表獲得太陽能量減少外,當從外太空看著地球時,地球竟然也越來越暗了!

反照率是一種常用於亮度表示的方式之一,其指的是太陽電磁波段入射至地表的總量質,除以被地表反射的量值所得出的數字。不同的地表特性即有不一樣的反射量質。因此,透過反照率的升降,科學家也可以推估氣候變遷對環境所產生的變化與影響。

計算反照率的方式十分特別,在科學中我們將其稱為「地照」!

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地照現象指的為當太陽光照射到地表,地表會反射部分太陽光,而當地表反射太陽光至月球未被太陽照到的地方時,月球又會將地表所反射至月面的光線反射回地球。

看似應該沒有被太陽光照射到的月球表面,其實也會因為地球反射之陽光而產生微弱的光。而最適合觀測地照的時間通常為弦月時分。 (圖/Wikipedia

地照的變化與地表的改變息息相關。例如冰雪的反射率較高,當地表溫度較低,累積較多冰雪時,地照數據便可能會上升;而洋面的反照率較低,當地表溫度較高,造成冰雪融化成海洋,則地照數據便可能會下降。

透過地照反射的光線強弱,可以推測地球反照率的變化,進而推測地表本身變化。 (圖/Wikipedia

除了利用地照觀測地球反照率外,為使觀測更加精確,科學家利用於 2000 年發射的 CERES 儀器(Clouds and the Earth’s Radiant Energy System)觀測大氣至地表的太陽光輻射與地表放出之輻射,並進一步分析對影響地球溫度的重要因子──雲,和太陽輻射的交互關係。

CERES 主要希望可以解答雲在氣候變遷中所扮演的角色與造成的影響,是美國國家航空暨太空總署地球觀測系統(EOS)計畫中的一部分。 圖/Wikipedia

研究結果分析發現,從 2000 年到 2015 年,地球反照率曲線一直維持接近平坦的狀態,但近年,地球反照率的衰退卻日益明顯,如下圖表示:

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(圖/參考資料 1

橫軸座標為年度,縱軸座標為地照反照率之異常改變(單位為每瓦/平方公尺),黑色為地照異常之數據,藍色為 CERES 觀測到異常之數據,而灰色陰影區域則為誤差範圍。從圖中可以看出,地照反照率在這幾年下降約 0.5 W/m2,而 CERES 之數據則是下降約 1.5 W/m2

十年一變──太平洋年季震盪

科學家推測,改變反照率的原因,是週期性發生在太平洋的氣候變化──太平洋年季震盪。

太平洋年季震盪指的為太平洋的海水溫度會以十年為週期尺度產生變化:當北太平洋和熱帶太平洋間的海水溫度較高時,稱作暖相位;而當北太平洋和熱帶太平洋間海水溫度較低時,稱作冷相位。

而地球亮度改變的原因,正是因為太平洋年季震盪到了暖相位,造成海面低雲減少,反照率降低!

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低雲較為溫暖,其主要成分是由水滴組成,當太陽輻射照射水滴時,較多太陽反射至太空,地球的反照率較高,也造成地表溫度降低;而高雲主要成分由冰晶組成,透光性較佳,再加上高雲通常體積較低雲薄,故太陽輻射可以順利進入地表,地球反照率相對降低。

當北太平洋與熱帶太平洋間海水溫度升高時,洋面上空氣需達到飽和的水氣量相對增加,氣塊達到飽和條件較高,低層雲較難生成。(其實背後原因極其複雜,作者僅是以最簡單的方式嘗試解釋。)當低層雲減少時,反射率降低,造成較少太陽輻射至太空,地球亮度因此變得越來越暗。

雲在地球輻射能量中一直扮演著重要的角色,低雲反射太陽輻射的能力較強,高雲吸收地球輻射的能力較強,因此較多的低雲往往造成地表降溫,而較多的高雲則會造成地表增溫。 (圖/pixabay

交織纏繞的反饋機制

看完整篇文章也別急著下結論!其實地球上的現象不僅環環相扣,影響因素更是族繁不及備載,從海溫改變的原因、高低雲量多寡的變化、反照率升降的主因……,我們都很難用單純或是絕對的一段話去完整解釋自然界的現象。

科學家所能做到的,是透過原因推導、盡力的去解釋現象,所以關於地球反照率下降的趨勢原因,除了太平洋年季震盪、海溫升高、低雲變化等,或許也還有科學家尚未清楚的其他可能性。

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但同時,令科學家擔心的事情是,因全球暖化造成地表的反照率降低,代表地表接收到的能量、進到地表之能量相對增加,而吸收的能量又加速全球暖化的速度,地球或許會因為這樣的回饋機制持續升溫,造成更加嚴重的溫室效應。如何去因應溫度上升造成的種種問題,也將會是我們需要不斷去思考問題。

參考資料

  1. AGU AdvancesEarth’s Albedo 1998–2017 as Measured From Earthshine
  2. science alert,《Two Decades of Data Show That Earth Is ‘Dimming’ as The Planet Warms Up
  3. Wikipedia,《Clouds and the Earth’s Radiant Energy System
  4. Wikipedia,《行星照

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Mia_96
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喜歡教育又喜歡地科,最後變成文理科混雜出生的地科老師
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