盧曉菲

10萬年前，夏威夷的冒納羅亞火山的一部分裂開滑進(jìn)海里，卷起了有埃菲爾鐵塔那么高的巨浪，沖擊了臨近的一個(gè)島嶼。那次大海嘯并不是一個(gè)孤立事件：在過去的4萬年里，單單北大西洋就至少發(fā)生了10次超過100立方千米的巨大山崩，每一次都足以引起數(shù)十甚至數(shù)百米高的巨浪。類似情形還會(huì)在某一天發(fā)生—盡管沒人知道是明天還是1萬年以后。

今年1月，世界經(jīng)濟(jì)論壇發(fā)布了2013年全球風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告：主要由人類活動(dòng)引起的概率小、影響大的風(fēng)險(xiǎn)。但是自然界也存在著不可預(yù)見的風(fēng)險(xiǎn)。地質(zhì)記錄上滿是罕見的可怕災(zāi)難，包括從小行星撞擊到超級(jí)火山，再到伽馬射線暴。

空中危機(jī)

天空中有大量的威脅。太陽偶爾會(huì)放射出特大的耀斑，它會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電流從而燒壞電網(wǎng)。最近一次超級(jí)太陽風(fēng)暴發(fā)生在1859年，引起多處電報(bào)室起火。如今，一場(chǎng)類似規(guī)模的風(fēng)暴將摧毀衛(wèi)星和令電網(wǎng)中斷長(zhǎng)達(dá)數(shù)月甚至更久。那將造成數(shù)萬億美元的損失。

堪薩斯大學(xué)的宇宙學(xué)家艾德里安·梅洛和沃西本恩大學(xué)的天體物理學(xué)家布萊恩·托馬斯說，一場(chǎng)強(qiáng)度要大20倍的太陽耀斑可能在774年襲擊過地球。

“那不是世界末日，但如果發(fā)生在科技文明的現(xiàn)代，它可能導(dǎo)致數(shù)百萬人死亡并讓我們倒退150年?！?/p>

幸運(yùn)的是，如果這種最糟糕的情況發(fā)生，還是有辦法可以緩解的：工程師們可以啟用故障安全裝置或者在風(fēng)暴來襲時(shí)切斷電路以保護(hù)電網(wǎng)。

接下來，災(zāi)難級(jí)別更高的是彗星或者小行星撞擊。6500萬年前，一個(gè)直徑10千米的小行星撞擊地球，引發(fā)了白堊紀(jì)末期的大規(guī)模物種滅絕。人們認(rèn)為直徑2千米的巖石撞擊地球已經(jīng)可以造成小范圍的物種滅絕，而這每100萬年都會(huì)發(fā)生一兩次。宇航員們正在努力計(jì)算和追蹤地球附近的小行星，科學(xué)家們正在研究萬一這些危機(jī)真的發(fā)生能讓小行星改道的方法。

一個(gè)罕見得多的危險(xiǎn)—也是無可避免的—是地球附近的伽馬射線暴。（伽馬射線暴是指天空中某一方向的伽馬射線強(qiáng)度在短時(shí)間內(nèi)增強(qiáng)又迅速減弱的現(xiàn)象。）也許這些天體爆炸最恐怖的就是“短暴”，是由兩個(gè)黑洞、或者兩個(gè)中子星，或者一個(gè)黑洞一個(gè)中子星暴力合并引起的。如果在離地球200秒差距（parasec，天文距離的一種單位，1pc=3.26光年）的地方發(fā)生這類爆炸（銀河系兩岸距離的1%），它將釋放出足夠的高能光子使全球30%的大氣臭氧保護(hù)層消失10年。類似事件—預(yù)計(jì)大概每3億年發(fā)生一次—會(huì)令抵達(dá)地面的UV紫外線翻番并燒焦浮游生物，而后者是海洋食物網(wǎng)的基礎(chǔ)。

天文學(xué)家并不知道如此罕見的事件是不是迫在眉睫。中子星是小而暗的，所以并沒有一個(gè)在攻擊范圍內(nèi)的名單。托馬斯說：“我們看不到它正在靠近?！痹谏形窗l(fā)表的著作中，他估計(jì)這類事件將導(dǎo)致UV射線對(duì)谷物的損害增加60%，作物也將減產(chǎn)高達(dá)60%。

來自約2000秒差距距離外，伽馬射線“長(zhǎng)暴”—源于大質(zhì)量恒星的塌縮—也能導(dǎo)致物種滅絕。但它比短暴更罕見，而且因?yàn)樗鼇碜杂诟笮透髁恋男乔颍愿菀最A(yù)見。雙星系統(tǒng)WR104離地球大約2500pc距離，按照它的生命周期，預(yù)計(jì)爆炸將在未來的幾十萬年發(fā)生—盡管爆炸的射線束不太可能襲擊地球。

伽馬射線暴以前可能擊中過地球。梅洛、托馬斯和他們的同事認(rèn)為，4億4千萬年前的奧陶紀(jì)末期的物種大滅絕可能就是由伽馬射線暴引起，一些物種因?yàn)樽贤饩€照射而滅絕，另一些則由于二氧化氮霾阻隔了陽光而滅絕。這可以解釋為什么有些物種在當(dāng)時(shí)的地球變冷之前就滅絕了，且這符合滅絕的模式，亦即在海洋生物中，死亡最多的是浮游生物和生活在海洋上層的其他生物。

托馬斯說這些威脅中沒有任何一項(xiàng)讓他徹夜難眠。然而，他的確“放了一些儲(chǔ)備糧在地窖”—這是防災(zāi)的審慎預(yù)案。

真菌感染

盡管病毒和細(xì)菌受到更多關(guān)注，真菌卻是這個(gè)星球上最大的殺手。在所有有跡可尋的病原體中，真菌造成了70%的有記錄的全球性和區(qū)域性的物種滅絕，現(xiàn)在還威脅到了兩棲類動(dòng)物、蝙蝠和蜜蜂。19世紀(jì)40年代的因馬鈴薯引起的愛爾蘭大饑荒說明了這種病原體多么具有毀滅性。馬鈴薯晚疫病（一種類似真菌并通常被歸類為真菌的機(jī)制）令愛爾蘭的馬鈴薯減產(chǎn)了四分之三，導(dǎo)致了100萬人死亡。

馬鈴薯晚疫病的威脅仍然存在：13_A2，一種具有高度侵略性的晚疫病變種，現(xiàn)在正在歐洲和北非肆虐。根據(jù)2009年的估計(jì)，晚疫病每年在全球造成67億美元的損失。英國(guó)牛津大學(xué)的植物病理學(xué)家莎拉·格爾估計(jì)，理論上最嚴(yán)重的馬鈴薯感染每年將剝奪13億人的口糧。其他的主要作物也面臨同樣的威脅，比如水稻稻瘟病、玉米黑穗病、大豆銹病和小麥稈銹病。稈銹病超級(jí)菌Ug99在近年令非洲部分地區(qū)減產(chǎn)高達(dá)80%。

格爾說，如果五種主要作物都同時(shí)被真菌侵襲，世界上超過60%的人口將會(huì)餓肚子。“那將會(huì)是末日，”盡管不太可能發(fā)生，她說—“更像是部邦德的電影”。

賓州大學(xué)的動(dòng)物學(xué)家大衛(wèi)·休斯補(bǔ)充說，恐怖分子可能會(huì)將真菌用于重要經(jīng)濟(jì)作物以造成嚴(yán)重破壞。比如在1980年代，一場(chǎng)可能是蓄意的感染讓巴西北部的可可作物幾乎全軍覆沒，因?yàn)槿藗儚念w粒無收的農(nóng)場(chǎng)遷移到城市以及砍伐了更多的雨林，從而改變了這個(gè)國(guó)家的人口和生態(tài)。他說：“如果你想讓世界動(dòng)蕩不安，你可以輕松地引入東南亞的橡膠枯萎病?！蹦菍⒁l(fā)經(jīng)濟(jì)和政治的連鎖反應(yīng)。

格爾說，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)令社會(huì)變得更脆弱，因?yàn)樗膭?lì)農(nóng)民們種植單一品種的高產(chǎn)作物，限制了植物間的抗體基因種類。她說：“我們已經(jīng)讓軍備競(jìng)賽向有利于病原體的方向傾斜了，因此我們正處在災(zāi)難的邊緣?！?/p>

研究者估計(jì)世界上有大約150萬至500萬種真菌，但只有10萬為人們所知。從1995年至今，有關(guān)新類型的動(dòng)植物真菌感染的報(bào)告已經(jīng)翻了十番。格爾提出氣候變化也可能是一個(gè)誘因。

人類也引起了關(guān)注。在過去的十年里，一種叫隱球菌的熱帶真菌適應(yīng)了更涼爽的氣候，入侵了北美的太平洋西北地區(qū)。到2010年，它已經(jīng)感染了280人，其中數(shù)十人死亡。盡管真菌不是那么容易人傳人，比如它比細(xì)菌的傳播性就要差，抗真菌的藥物也大多能有效控制感染，但是仍然有理由擔(dān)憂。真菌不斷變異，一旦在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)里立足，它們就幾乎不可能被徹底清除。

鑒于這些趨勢(shì)，專家們認(rèn)為真菌沒有得到研究人員和政府的足夠重視。倫敦帝國(guó)學(xué)院的一名研究新疾病的研究員馬修·費(fèi)舍爾說：“如果一次真菌感染爆發(fā)引起大范圍的人員死亡我會(huì)非常驚訝。但這并非不可能?！?h3>海嘯沖擊

8000年前，面積跟蘇格蘭相當(dāng)?shù)囊粔K水下沉積物從挪威西海岸崩移，急速滑過了海床。這次大陸架邊緣的海底崩移造成了大海嘯，掀起至少20米高的巨浪席卷了設(shè)得蘭群島，很可能還毀掉了一些沿海部落因?yàn)樗鼜氐状輾Я藲W洲北部的海岸。它在海床上留下了近300千米的傷疤。英國(guó)南安普敦大學(xué)的沉積學(xué)家彼得·多林說：“這絕對(duì)是巨大的，我不是輕描淡寫地說‘巨大?！倍嗔终陬I(lǐng)導(dǎo)一個(gè)項(xiàng)目來評(píng)估該國(guó)發(fā)生類似海底崩移風(fēng)險(xiǎn)性。

英國(guó)不是唯一擔(dān)心類似海底大崩移的國(guó)家。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的烏里·坦·布林克說：“肯定還有很多地區(qū)存在這種風(fēng)險(xiǎn)。”他在2008年進(jìn)行了一項(xiàng)研究，研究在美國(guó)東海岸可能存在的海嘯誘因，那里的一些核電廠在海嘯可波及的范圍內(nèi)。坦·布林克說：“今天的海底沉積物遠(yuǎn)比那次挪威海底大崩移時(shí)多?！卑税⒗辜幽喜垦睾?、亞馬遜、尼日爾河和尼羅河三角洲外面。小規(guī)模的崩移更可能發(fā)生，也仍然能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)卦斐删薮笥绊憽麄兊囊u擊通常毫無征兆。在1998年，一個(gè)相對(duì)小的（震級(jí)7）地震引發(fā)了水下崩移，在巴布亞新幾內(nèi)亞掀起了15米的巨浪，造成2200人死亡。

研究人員說，很難量化海洋崩移的威脅，特別是那些巨大的。坦·布林克說：“因?yàn)槭录币娝詳?shù)據(jù)也非常少。我們只能盡自己所能去了解。”

火山噴發(fā)

地球正處于超級(jí)火山噴發(fā)的間歇。在過去的1350萬年里，有不下19次的火山大爆發(fā)，每次爆發(fā)都噴射出了超過1000立方千米的巖石—足夠讓整個(gè)大陸被幾厘米厚的火山灰覆蓋，令地球進(jìn)入“核冬天”。

最近一次的此類火山爆發(fā)發(fā)生于74000年前印尼的多巴，它是如此嚴(yán)重的災(zāi)難性事件，以至于一些科學(xué)家認(rèn)為是它導(dǎo)致了最后的一個(gè)冰河時(shí)期并將人類的人口削減到了1萬。有人估計(jì)在未來的460年至7200年里，有1%的可能發(fā)生類似的超級(jí)火山噴發(fā)。

目前，世界上四座最年輕最活躍的超級(jí)火山系統(tǒng)是多巴，意大利的坎皮佛萊格瑞，美國(guó)西北的黃石，以及新西蘭的陶波。這四個(gè)系統(tǒng)都處于風(fēng)潮和群震監(jiān)測(cè)中—集中發(fā)生的小地震可能標(biāo)志著巖漿的流動(dòng)—這些超級(jí)火山都偶爾顯示了這些警示標(biāo)志。但沒人知道每次噴發(fā)將會(huì)是一次小型的蒸汽噴射或是—更危險(xiǎn)的—超大型的熔漿噴發(fā)。在科瓦里斯的俄勒岡州立大學(xué)火山學(xué)家山·德·席爾瓦說：“如果有些東西正在醞釀，我們可以接收到警報(bào)，提前幾天甚至幾個(gè)月。但是它將會(huì)是多大規(guī)模，我們并不清楚?！?/p>

為了幫助解答這些問題，科學(xué)家們正在鉆進(jìn)最可能發(fā)生下次火山大爆發(fā)的候選人坎皮佛萊格瑞的心臟：它的火山口寬達(dá)13千米，包括了那不勒斯市。從1969年開始，坎皮佛萊格瑞的地面已經(jīng)向上拱起達(dá)3.5米，研究人員迫切想知道罪魁禍?zhǔn)椎降资堑叵碌恼羝€是巖漿池。之前火山口的火山活動(dòng)都發(fā)生在地面隆起數(shù)米后，研究人員認(rèn)為未來幾十年或幾百年將會(huì)發(fā)生大的火山活動(dòng)。為了調(diào)查噴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，科學(xué)家們計(jì)劃在坎皮佛萊格瑞火山口鉆一個(gè)深度超過3千米的孔，盡管有研究人員擔(dān)心這個(gè)鉆探可能引發(fā)地震或者火山爆發(fā)。

其中一個(gè)目標(biāo)是觀測(cè)火山口下的巖漿池：池越淺熔融程度越高，大爆發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)就越大。通過地震研究找出這些池的特性是困難的，而且誤差巨大。德·席爾瓦說：“我們真的是在黑暗中摸索?！?/p>

科學(xué)家們估計(jì)黃石下面的巖漿有10%到30%是液態(tài)的—少于人們認(rèn)為發(fā)生超級(jí)噴發(fā)需要的50%。但是巖漿房的巖漿囊仍然能夠?qū)е卤?980年華盛頓州的圣海倫斯火山爆發(fā)嚴(yán)重?cái)?shù)倍的噴發(fā)，位于加利福尼亞州門洛帕克的美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局黃石火山觀測(cè)站的負(fù)責(zé)人雅各布·洛溫斯坦警告道。

洛溫斯坦說，在坎皮佛萊格瑞鉆井并測(cè)量溫度和巖石滲透率等指標(biāo)應(yīng)該能夠幫助研究者解讀巖漿池的地震成像研究。他說：“如果我們想成功得到地球的影像，我們偶爾需要對(duì)這個(gè)病人做一些戰(zhàn)略性的切口?！敝劣阢@井的風(fēng)險(xiǎn)，洛溫斯坦堅(jiān)信那個(gè)計(jì)劃只會(huì)產(chǎn)生很小的影響。他說：“就像在大象上扎個(gè)針眼?！?坎皮佛萊格瑞的團(tuán)隊(duì)在2012年12月完成了最初的500米鉆井測(cè)試，一切順利。地震學(xué)家在加利福尼亞州的長(zhǎng)谷火山口—一個(gè)76萬年前爆發(fā)的超級(jí)火山，跟黃石的殺手潛質(zhì)相當(dāng)—安全地鉆了一個(gè)相似大小的孔。

在對(duì)這些系統(tǒng)有更多的了解之前，我們必須接受超級(jí)火山爆發(fā)的威脅是真實(shí)存在的，盡管遙遠(yuǎn)。洛溫斯坦說盡管火山在今年爆發(fā)的幾率很小，“理論上說還是可能的?！?/p>