很长一段时间里，研究历史时期火山喷发的费杰是个冷门学者，他有着孤独的一面。

这次汤加火山爆发，他也没有跟身边的人聊过，因为研究的人实在太少了，聊不起来。他身边的同事，也很少有人是研究火山的。甚至，有认识他很多年的朋友，之前都不知道他到底是研究什么的。

因为关注的火山喷发比较多，当他这次看到汤加的新闻时，感觉反而比较平常。在他看来，这次火山喷发的规模和影响，放在历史中来看，还是比较小的。他梳理过近两千年火山喷发对气候影响的研究，算得上是国内最了解火山如何影响人类历史的人之一。

他发现，历史上几次大的火山喷发之后，全球平均气温下降，中国也曾遭遇夏季低温冷害和严冬。

比如，公元934年前后，冰岛埃尔加火山有过一次喷发。同一时期，中国的后晋经历了「大雪害民，五旬不止」，随后，一场空前严重的旱灾和蝗灾引发的饥荒席卷黄河中下游地区。饥荒发生三年后，契丹攻入，后晋就灭亡了。

尽管以上只是学术推测，并无确切因果关系，但火山对人类历史的影响不容小觑。事实上，火山离我们的生活也并不遥远。我们游玩过的景点，可能曾经就是一座火山，有的建筑就建在火山口上。

来自复旦大学中国历史地理研究所的教授费杰，讲述了他所知道的火山，以及作为一个冷门学者，到底是孤独还是幸福。

以下是他的讲述——

1

这一次汤加火山爆发引起很大关注，但我看到这个消息的时候，感觉还是蛮平常的。因为我做的是近两千年火山喷发对气候影响的研究，关注的火山喷发比较多了，这一次的规模和影响放在历史的角度来看，确实还是比较小的。

喷发的火山叫洪阿哈阿帕伊火山，它在汤加语中就是「火山喷发」的意思，这座岛本身就是近年来通过火山喷发形成的新岛屿。汤加一带一直是火山喷发高发地带，因为它正好位于板块边界，地质活动很活跃。

除了汤加本地的情况，我知道大家都在关心这次喷发到底会带来什么影响，尤其是对气候。

这种担心不无缘由。从历史上看，1991年皮纳图博火山喷发，次年全球平均气温下降约0.5°C，在我国造成了夏季的低温冷害，东北的水稻都无法成熟；更久远的一次是1815年印尼坦博拉火山喷发，甚至造成了1816年「无夏之年」，全球平均气温下降约1°C。

我们看火山喷发如何影响气候变化，要看一个最关键的因素，就是它喷出的酸性气体总量。

这次汤加火山的卫星图像上，在喷发的瞬间，有一朵灰白色的蘑菇云蒸腾而出，这里面除了一些大颗粒的火山灰、岩石碎屑外，主要就释放出了二氧化硫等大量的酸性气体。这些硫化物进入大气层，就像给天空盖上了一层毯子，会阻断太阳辐射，可能对全球造成一个降温效应。

卫星观测到火山爆发的影像 

国外学者估计，此次汤加火山爆发，二氧化硫喷发量只有0.4个百万吨。这是一个什么概念呢？

我们再对比一下，1991年皮纳图博火山喷发的二氧化硫大约20个百万吨，而印尼坦博拉那次大约有53到58个百万吨。

如果按照这个数量级粗略地估算，0.4个百万吨硫化物能造成全球降温的幅度大约只有0.01°C，对于全球平均气温的影响是非常小的。

每一次火山喷发，给不同地区造成的影响是不同的，很难预测天气灾害会在哪里以什么方式体现出来。

如果在历史上找一个位置接近的例子，1453年前后，在汤加火山西侧大约一千公里的Kuwae火山喷发，造成了1453到1455年，我国春季异常多雪，杭州湾甚至出现了海冰。但Kuwae火山的二氧化硫喷发量在100个百万吨左右，规模比这一次要大很多了。

目前汤加国内的情况还不太明朗，但可以肯定的是，火山喷发对当地的生态环境肯定会造成很大的影响。首先是降雨中会带有硫酸、盐酸、硫化氢等腐蚀性成分，对于当地的土壤、水源，都会造成很大的影响，可能造成地表植物大规模的死亡、土地长时间的荒芜。一些区域的环境甚至可能要几十年才能恢复。

其次是火山灰的覆盖可能厚达几十厘米，甚至1米以上，其中夹杂的有毒有害物质在空气中飘散形成火山霾，会对人的呼吸系统造成破坏。

历史上曾有火山喷发造成区域性疾病流行的案例。1815年印度坦博拉火山爆发之后，气候的异常导致霍乱弧菌发生突变，引发了19世纪知名的霍乱疫情，据估计有数百万人死于这场大疫。

现在在新冠流行的背景下，再叠加有毒气体对呼吸系统的侵害、寒潮对病毒传播的加剧，汤加及其周边区域未来有可能出现大规模的流行疾病，这个问题应该引起重视。

汤加当地被厚厚的火山灰覆盖  

2

研究生时期，我在中科院地球环境研究所，跟着我的导师做隋唐五代时期气候变化的研究。当时的目的只是为了厘清气候变化的脉络，并没有关注变化的原因。我看材料的时候发现，后晋时期，在939年前后有很多异常的天气现象，它连续几年冬季严冬、雪灾，夏季霜灾，甚至出现降雪。当时的皇帝很着急，解释不了呀，只能命令群官去祈祷。

我们当时也解释不了，但我们可以去寻找研究的灵感，发挥学术的想象力。

因为我本科在中国矿业大学，听了不少地质学的课程，对火山有了一些基本的了解。我知道在人类活动还没有排放大量温室气体之前，火山喷发和太阳活动是气候变化最主要的两个原因。当时我去查了太阳活动的记录，在那几年都没有异常，所以就开始猜测，是不是跟火山爆发有直接的关系。

历史时期火山喷发研究是一个比较冷门的学科，国内外做的人都很少。我找了近半个世纪几乎所有研究火山活动的论文。最后终于找到1980年发表在《Nature》上的一篇文章，它研究了格陵兰岛上开采出来的冰芯，得到了过去1500年火山喷发的一个序列。因为有大规模火山喷发的年代，冰层上的酸性物质含量会特别高。那篇论文里记载了公元934年前后，冰岛埃尔加火山有过一次喷发。我意识到这对解释后晋气候变化有突破性的意义。

这一次喷发持续了至少3至8年，喷出地表2.32亿吨二氧化硫，是已知过去两千年最大规模的玄武岩泛流式火山喷发。在土耳其君士坦丁堡，934年冬季异常寒冷，大地封冻超过120天，饥荒空前严重，饿殍遍野；939年，爱尔兰连续两天太阳呈血红色，在晴空中几乎没有光辉；同年冬天，伊拉克底格里斯河出现罕见洪水。

就在同一时期，中国的后晋经历了「大雪害民，五旬不止」，随后，一场空前严重的旱灾和蝗灾引发的饥荒席卷黄河中下游地区。史书上的记录触目惊心，「民馁死者数十万口，流亡不可胜数」，「晋祚自兹衰矣」。饥荒发生三年后，契丹攻入，后晋就灭亡了。

后来这篇文章在国外期刊上发表，对于一个研究生来说是很不错的成果。这个学问确实是太冷门了，1980年的一篇文章，到我2003年去读的时候已经20多年了，一直没有人突破。

虽然说是「灵感」，其实背后需要的是地质和历史两方面的背景，有这个资历的人比较少，恰好我都具备。从此之后，我就开始深入研究火山爆发对气候的影响，解释气候变化，同时也能帮助我们梳理一些历史事件与火山喷发的因果关系。

日本岩手县受汤加海底大规模火山喷发后潮位变化影响，当地民众避难 

3

在国内做这个研究有不利的因素，就是国内的活火山太少了。在近一万年中曾有过喷发的火山被叫做「活火山」，不再喷发的叫做「死火山」，还有一些本来已经沉寂成千上万年，但睡着睡着又醒了的，我们就称之为「休眠火山」。

中国境内的活火山主要有长白山天池、黑龙江五大连池、云南腾冲、台湾大屯火山等。直至19世纪，「火山」这一地质学术语才传入中国。

中国近两千年历史上规模最大的一次喷发，就是长白山天池火山的「千年大喷发」。

叫它「千年大喷发」，并不是它喷了一千年，而是它在距今一千年前左右喷发。但遗憾的是，我们一直不知道它准确的喷发时间。

一般我们可以通过被火山熔岩流烧毁的炭化木进行碳14测定，但长白山测出来的结果却五花八门，从公元700多年一直到1200年都有，可能是因为这个火山每隔几十年、上百年就会有一次小的喷发，也可能还受到一些森林火灾的影响。

在那段时间中，日本奈良曾有降灰的记录，高丽（朝鲜）也发生过「天鼓鸣」，人们听到天空中传来巨响。但这些都不能作为测年的直接证据。

长白山下一次喷发会在什么时候出现，我们也不得而知。

有一些大家比较熟悉的山其实就是火山，只不过现在人们都不知道了，比如上海的佘山、合肥的大蜀山。我到大蜀山去的时候，还能看到它三千多万年前喷发的熔岩流，但已经看不到火山口了。抗日战争时期，日军在上面修了一个要塞，后来我们又在上面修了一个电视塔，其实把它的火山口都给破坏掉了，很多的复原工作就没办法做了。

我们还有一个传统，喜欢在山顶上建佛庙、道观，如果是火山的话，正好就建在火山口上了。

再比如在我的老家无锡，无锡的阳山就是一座中生代的火山，因为曾经有火山灰覆盖，阳山的土壤特别肥沃，特别适合种植水蜜桃。水蜜桃就变成了无锡的一个特产。

除了喷岩浆的火山，还有一些火山因为温度较低，只能喷泥浆，我们叫它「泥火山」，还有的温度更低，连泥浆都没有，只能喷热水，我们就叫它「温泉」。

所以，我们的生活与火山的距离没有想象中那么遥远。

在中国做火山研究也有一个好处，就是史料比较丰富。中国历史上对大气异常现象记录得比较充分，因为古人们常常把它跟皇帝的德行联系到一起去。比如汉元帝时期曾连续几年「夏寒，日青无光」，也就是夏天寒冷，阳光暗淡。当时就有大臣进言，这是皇帝重用权臣的后果，还引发了一些朝争。

今天我们发现，就在前一年，公元前44年，意大利西西里岛上的埃特纳火山喷发了。这次喷发也在地中海地区造成动荡，粮食歉收，饥荒遍野，疾病肆虐。凯撒大帝就在同年遇刺身亡。

史料也不是不会骗人，正因为古人把天气和人联系到一起，很多伟大历史人物的出生都伴随着「天降祥瑞」，这里面的真实性就需要去分辨。但好在，史官有可能为了美化皇帝，去编造一些「祥瑞」，但基本不会冒着风险去编造天灾，而火山爆发引起的往往是降温、干旱等灾害性天气，因此我所关注的这些材料还是比较靠得住的。

火山喷发造成降温的机制我们是比较清楚的，相比之下，它与降水、洪涝、干旱之间的关系比较复杂，具体的机制还不太清楚。但统计资料显示，历史上大多数大规模的火山喷发后，中国都出现了旱灾。

我的很多研究成果放在历史学家眼中，他们会觉得结论并不严谨，总希望能界定出一个非常确切的因果关系。但在气象学家、地质学家眼里，这种推测性的结论是很正常的。地球的气候太复杂了，一场旱灾背后，可能有火山的因素、太阳活动的因素、季风洋流的因素、人类活动的因素等等，很难得出像一加一等于二那样明确的结论。

因此此次汤加火山爆发，对于气象学家来说也是一个很好的机会，他们可以进行更加精密的观测，来解释更多的科学问题。

海啸浪潮抵达美国西海岸，环太平洋多国受汤加火山喷发影响  

4

近年来，随着极端天气事件增多，气象学逐渐成为一个「显学」，大众对它的关注越来越多了。很多人担心全球变暖会不会给人类发展带来灾难。但这其实同样是一个非常复杂的问题。从近两千年的历史维度来说，相对温暖的时期都是人类社会活动比较繁荣的时期；全球变冷的时期，农业歉收，反而会导致社会的动荡、战争的频发。放在地球的历史上看，我们现在确实在一个比较温暖的时期，但远远不是最温暖的。地球自身的温度变化接下来怎么发展，在一个长时间尺度来看，也是不一定的。

火山的研究做多了，也给我打开了看待历史不同的视角。在人类的眼光看来，火山喷发是一种「灾害」，但如果站在更长远的历史角度，火山喷发就只是一种自然现象，甚至一定程度上塑造了我们现在的地质景观。

比如印度中南部的德干高原，就因大规模火山喷发而形成。距今6500万年前，巨量的熔岩洪流覆盖了数十万平方公里的面积，冷却后就形成了今天的德干高原。

在那一时期，全球都发生了大规模的火山喷发事件，其背后的原因可能是一次陨击事件，即小行星撞击墨西哥尤卡坦半岛。

有科学家推测，正是这一连串事件造成了恐龙的灭绝。

在2022年1月14日汤加火山小规模爆发后，有人在微博上发出照片，汤加天空出现了非常绚丽的霞光。由于硫酸性气溶胶在平流层形成尘幕阻挡太阳辐射，在日出、日落前后，波长最长的红光透进来，就形成了绚丽的「曙暮光」。目前它只出现在南太平洋区域，随着气溶胶在平流层的移动，全世界都有机会观测到这一现象。

网友拍下的汤加天空   图源微博@逆生长的辣妈

1883年，爱德华 · 蒙克在名作《呐喊》中所画下的非常绚丽的伦敦天空，很有可能是当年印尼Krakatoa火山喷发所造成的曙暮光。或许几个星期，甚至几个月之后，我们在中国也能看到这样的天空。

做一个冷门学科的研究，有孤独的一面。冰岛火山爆发与后晋气象灾害的那篇论文2006年在国外发表之后，读的人当然就非常少。直至2019年我的书出版之后，参加了一些科普性的演讲，才得到了一定范围的关注。有认识我很多年的朋友给我发信息，「原来你是做这个的啊！」之前他都不知道我到底是干什么的。

这次汤加火山爆发，我都没有跟身边的人聊过，因为研究的人实在太少了，聊不起来。我的导师、我的研究生，还有身边的同事，很少有人研究火山。

但我还一直记得复旦的老校长杨玉良院士跟我说过的一句话。他说你们做科学研究的，伸出一只手数一数，自己能不能排进世界的前列？如果说你做了半天，在世界上根本数不到你，那你就赶紧换一个方向。他这个话给我很大触动。如果老是人云亦云，追在国外研究的后面跑，也没有太大的意义。做别人做不了的东西，才能做出特色。

从这个角度来说，做火山研究也是相当幸福的一件事。我也算是一个自得其乐的学者了。

（费杰为复旦大学中国历史地理研究所的教授。）