地球的N种死法

卢晓菲

10万年前，夏威夷的冒纳罗亚火山的一部分裂开滑进海里，卷起了有埃菲尔铁塔那么高的巨浪，冲击了临近的一个岛屿。那次大海啸并不是一个孤立事件：在过去的4万年里，单单北大西洋就至少发生了10次超过100立方千米的巨大山崩，每一次都足以引起数十甚至数百米高的巨浪。类似情形还会在某一天发生—尽管没人知道是明天还是1万年以后。

今年1月，世界经济论坛发布了2013年全球风险报告：主要由人类活动引起的概率小、影响大的风险。但是自然界也存在着不可预见的风险。地质记录上满是罕见的可怕灾难，包括从小行星撞击到超级火山，再到伽马射线暴。

空中危机

天空中有大量的威胁。太阳偶尔会放射出特大的耀斑，它会产生强大的电流从而烧坏电网。最近一次超级太阳风暴发生在1859年，引起多处电报室起火。如今，一场类似规模的风暴将摧毁卫星和令电网中断长达数月甚至更久。那将造成数万亿美元的损失。

堪萨斯大学的宇宙学家艾德里安·梅洛和沃西本恩大学的天体物理学家布莱恩·托马斯说，一场强度要大20倍的太阳耀斑可能在774年袭击过地球。

“那不是世界末日，但如果发生在科技文明的现代，它可能导致数百万人死亡并让我们倒退150年。”

幸运的是，如果这种最糟糕的情况发生，还是有办法可以缓解的：工程师们可以启用故障安全装置或者在风暴来袭时切断电路以保护电网。

接下来，灾难级别更高的是彗星或者小行星撞击。6500万年前，一个直径10千米的小行星撞击地球，引发了白垩纪末期的大规模物种灭绝。人们认为直径2千米的岩石撞击地球已经可以造成小范围的物种灭绝，而这每100万年都会发生一两次。宇航员们正在努力计算和追踪地球附近的小行星，科学家们正在研究万一这些危机真的发生能让小行星改道的方法。

一个罕见得多的危险—也是无可避免的—是地球附近的伽马射线暴。（伽马射线暴是指天空中某一方向的伽马射线强度在短时间内增强又迅速减弱的现象。）也许这些天体爆炸最恐怖的就是“短暴”，是由两个黑洞、或者两个中子星，或者一个黑洞一个中子星暴力合并引起的。如果在离地球200秒差距（parasec，天文距离的一种单位，1pc=3.26光年）的地方发生这类爆炸（银河系两岸距离的1%），它将释放出足够的高能光子使全球30%的大气臭氧保护层消失10年。类似事件—预计大概每3亿年发生一次—会令抵达地面的UV紫外线翻番并烧焦浮游生物，而后者是海洋食物网的基础。

天文学家并不知道如此罕见的事件是不是迫在眉睫。中子星是小而暗的，所以并没有一个在攻击范围内的名单。托马斯说：“我们看不到它正在靠近。”在尚未发表的著作中，他估计这类事件将导致UV射线对谷物的损害增加60%，作物也将减产高达60%。

来自约2000秒差距距离外，伽马射线“长暴”—源于大质量恒星的塌缩—也能导致物种灭绝。但它比短暴更罕见，而且因为它来自于更大型更明亮的星球，所以更容易预见。双星系统WR104离地球大约2500pc距离，按照它的生命周期，预计爆炸将在未来的几十万年发生—尽管爆炸的射线束不太可能袭击地球。

伽马射线暴以前可能击中过地球。梅洛、托马斯和他们的同事认为，4亿4千万年前的奥陶纪末期的物种大灭绝可能就是由伽马射线暴引起，一些物种因为紫外线照射而灭绝，另一些则由于二氧化氮霾阻隔了阳光而灭绝。这可以解释为什么有些物种在当时的地球变冷之前就灭绝了，且这符合灭绝的模式，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层的其他生物。

托马斯说这些威胁中没有任何一项让他彻夜难眠。然而，他的确“放了一些储备粮在地窖”—这是防灾的审慎预案。

真菌感染

尽管病毒和细菌受到更多关注，真菌却是这个星球上最大的杀手。在所有有迹可寻的病原体中，真菌造成了70%的有记录的全球性和区域性的物种灭绝，现在还威胁到了两栖类动物、蝙蝠和蜜蜂。19世纪40年代的因马铃薯引起的爱尔兰大饥荒说明了这种病原体多么具有毁灭性。马铃薯晚疫病（一种类似真菌并通常被归类为真菌的机制）令爱尔兰的马铃薯减产了四分之三，导致了100万人死亡。

马铃薯晚疫病的威胁仍然存在：13_A2，一种具有高度侵略性的晚疫病变种，现在正在欧洲和北非肆虐。根据2009年的估计，晚疫病每年在全球造成67亿美元的损失。英国牛津大学的植物病理学家莎拉·格尔估计，理论上最严重的马铃薯感染每年将剥夺13亿人的口粮。其他的主要作物也面临同样的威胁，比如水稻稻瘟病、玉米黑穗病、大豆锈病和小麦秆锈病。秆锈病超级菌Ug99在近年令非洲部分地区减产高达80%。

格尔说，如果五种主要作物都同时被真菌侵袭，世界上超过60%的人口将会饿肚子。“那将会是末日，”尽管不太可能发生，她说—“更像是部邦德的电影”。

宾州大学的动物学家大卫·休斯补充说，恐怖分子可能会将真菌用于重要经济作物以造成严重破坏。比如在1980年代，一场可能是蓄意的感染让巴西北部的可可作物几乎全军覆没，因为人们从颗粒无收的农场迁移到城市以及砍伐了更多的雨林，从而改变了这个国家的人口和生态。他说：“如果你想让世界动荡不安，你可以轻松地引入东南亚的橡胶枯萎病。”那将引发经济和政治的连锁反应。

格尔说，现代农业令社会变得更脆弱，因为它鼓励农民们种植单一品种的高产作物，限制了植物间的抗体基因种类。她说：“我们已经让军备竞赛向有利于病原体的方向倾斜了，因此我们正处在灾难的边缘。”

研究者估计世界上有大约150万至500万种真菌，但只有10万为人们所知。从1995年至今，有关新类型的动植物真菌感染的报告已经翻了十番。格尔提出气候变化也可能是一个诱因。

人类也引起了关注。在过去的十年里，一种叫隐球菌的热带真菌适应了更凉爽的气候，入侵了北美的太平洋西北地区。到2010年，它已经感染了280人，其中数十人死亡。尽管真菌不是那么容易人传人，比如它比细菌的传播性就要差，抗真菌的药物也大多能有效控制感染，但是仍然有理由担忧。真菌不断变异，一旦在一个生态系统里立足，它们就几乎不可能被彻底清除。

鉴于这些趋势，专家们认为真菌没有得到研究人员和政府的足够重视。伦敦帝国学院的一名研究新疾病的研究员马修·费舍尔说：“如果一次真菌感染爆发引起大范围的人员死亡我会非常惊讶。但这并非不可能。”

海啸冲击

8000年前，面积跟苏格兰相当的一块水下沉积物从挪威西海岸崩移，急速滑过了海床。这次大陆架边缘的海底崩移造成了大海啸，掀起至少20米高的巨浪席卷了设得兰群岛，很可能还毁掉了一些沿海部落因为它彻底摧毁了欧洲北部的海岸。它在海床上留下了近300千米的伤疤。英国南安普敦大学的沉积学家彼得·多林说：“这绝对是巨大的，我不是轻描淡写地说‘巨大。”多林正在领导一个项目来评估该国发生类似海底崩移风险性。

英国不是唯一担心类似海底大崩移的国家。美国地质调查局的乌里·坦·布林克说：“肯定还有很多地区存在这种风险。”他在2008年进行了一项研究，研究在美国东海岸可能存在的海啸诱因，那里的一些核电厂在海啸可波及的范围内。坦·布林克说：“今天的海底沉积物远比那次挪威海底大崩移时多。”包括了阿拉斯加南部沿海、亚马逊、尼日尔河和尼罗河三角洲外面。小规模的崩移更可能发生，也仍然能够对当地造成巨大影响—他们的袭击通常毫无征兆。在1998年，一个相对小的（震级7）地震引发了水下崩移，在巴布亚新几内亚掀起了15米的巨浪，造成2200人死亡。

研究人员说，很难量化海洋崩移的威胁，特别是那些巨大的。坦·布林克说：“因为事件罕见所以数据也非常少。我们只能尽自己所能去了解。”

火山喷发

地球正处于超级火山喷发的间歇。在过去的1350万年里，有不下19次的火山大爆发，每次爆发都喷射出了超过1000立方千米的岩石—足够让整个大陆被几厘米厚的火山灰覆盖，令地球进入“核冬天”。

最近一次的此类火山爆发发生于74000年前印尼的多巴，它是如此严重的灾难性事件，以至于一些科学家认为是它导致了最后的一个冰河时期并将人类的人口削减到了1万。有人估计在未来的460年至7200年里，有1%的可能发生类似的超级火山喷发。

目前，世界上四座最年轻最活跃的超级火山系统是多巴，意大利的坎皮佛莱格瑞，美国西北的黄石，以及新西兰的陶波。这四个系统都处于风潮和群震监测中—集中发生的小地震可能标志着岩浆的流动—这些超级火山都偶尔显示了这些警示标志。但没人知道每次喷发将会是一次小型的蒸汽喷射或是—更危险的—超大型的熔浆喷发。在科瓦里斯的俄勒冈州立大学火山学家山·德·席尔瓦说：“如果有些东西正在酝酿，我们可以接收到警报，提前几天甚至几个月。但是它将会是多大规模，我们并不清楚。”

为了帮助解答这些问题，科学家们正在钻进最可能发生下次火山大爆发的候选人坎皮佛莱格瑞的心脏：它的火山口宽达13千米，包括了那不勒斯市。从1969年开始，坎皮佛莱格瑞的地面已经向上拱起达3.5米，研究人员迫切想知道罪魁祸首到底是地下的蒸汽还是岩浆池。之前火山口的火山活动都发生在地面隆起数米后，研究人员认为未来几十年或几百年将会发生大的火山活动。为了调查喷发风险，科学家们计划在坎皮佛莱格瑞火山口钻一个深度超过3千米的孔，尽管有研究人员担心这个钻探可能引发地震或者火山爆发。

其中一个目标是观测火山口下的岩浆池：池越浅熔融程度越高，大爆发的风险就越大。通过地震研究找出这些池的特性是困难的，而且误差巨大。德·席尔瓦说：“我们真的是在黑暗中摸索。”

科学家们估计黄石下面的岩浆有10%到30%是液态的—少于人们认为发生超级喷发需要的50%。但是岩浆房的岩浆囊仍然能够导致比1980年华盛顿州的圣海伦斯火山爆发严重数倍的喷发，位于加利福尼亚州门洛帕克的美国地质调查局黄石火山观测站的负责人雅各布·洛温斯坦警告道。

洛温斯坦说，在坎皮佛莱格瑞钻井并测量温度和岩石渗透率等指标应该能够帮助研究者解读岩浆池的地震成像研究。他说：“如果我们想成功得到地球的影像，我们偶尔需要对这个病人做一些战略性的切口。”至于钻井的风险，洛温斯坦坚信那个计划只会产生很小的影响。他说：“就像在大象上扎个针眼。” 坎皮佛莱格瑞的团队在2012年12月完成了最初的500米钻井测试，一切顺利。地震学家在加利福尼亚州的长谷火山口—一个76万年前爆发的超级火山，跟黄石的杀手潜质相当—安全地钻了一个相似大小的孔。

在对这些系统有更多的了解之前，我们必须接受超级火山爆发的威胁是真实存在的，尽管遥远。洛温斯坦说尽管火山在今年爆发的几率很小，“理论上说还是可能的。”