刘安立
公元536年,拜占庭帝国(即东罗马帝国,395~1453,在欧洲东南部和亚洲西南部,由罗马帝国分裂而成)的历史学家普罗科匹厄斯刚刚抵达意大利南部。当时地中海的权力平衡充满变数:汪达尔人在公元455年洗劫了罗马,西罗马帝国于公元476年轰然倒塌;拜占庭皇帝查士丁尼一世誓言收复疆土,在公元530年前后打败北非的汪达尔王国后,他派军队去夺回了意大利。
然而,根据普罗科匹厄斯的记载,接下来发生了奇怪的事:太阳变暗,持续超过一年时间;盛夏时节,霜雪交加——严冬从来就没有真正消停过。从意大利到爱尔兰,从中国到中美洲,公元536年是长达十年的寒潮和动荡时期的开始。人们失去宗教信仰,城市衰落,历史上最大的瘟疫之一杀死了拜占庭帝国1/4的人口。虽然查士丁尼的军队夺回了罗马,但过度扩张却令他的日渐虚弱的帝国很快又失去了疆土。
在全球几乎所有地区,这个时期的标志都是恶劣天气、社会动荡、饥馑和死亡。这种气候大衰变很可能深远地影响了历史进程。那么,这次全球降温的诱因是什么呢?这是一个未解之谜。不过,科学家现在可能正在逼近事实真相,确认这场大灾的元凶,或者说元凶组合。
火山爆发?
有关公元536年大灾的第一个证据,来自于20世纪80年代由美国宇航局两名地质学家—— 理查德·斯多索斯和迈克尔·拉皮罗进行的一项研究。他们当时查遍历史记载,以寻找当时地中海附近的火山爆发。最终他们下结论说,公元630年之前当地发生过至少七次强烈的火山爆发,其中包括在公元79年埋葬庞贝城的那一次。
包括普罗科匹厄斯的记述在内,一共有四个记录提到了始于公元536年前后、长达18个月的昏暗天空时期,但都没有直接提及这一时期的火山爆发。斯多索斯和拉皮罗由此判断:这个昏暗时期的原因一定是距离欧洲数千英里外的一场大规模火山爆发。这当然有可能。例如,1815年印度尼西亚的坦博拉火山大爆发,之后整个北半球出现了一个“无夏之年”。根据史料记载,公元536年的昏暗程度远甚于1816年。可是,如此惊人的记载是否可信呢?
英国科学家迈克尔·百利及其同事通过研究保存于爱尔兰沼泽中的橡树的年轮,得到了可追溯到超过7000年前的年轮记录。他们在1988年报告说,在公元第一个千年期间,最窄的年轮(表明不好的生长条件和低温)出现在公元536年前后几年中。
来自其他科学团队的年轮数据接踵而至,一种模式随之浮现。狭窄年轮不仅出现于欧洲橡树,也出现于斯堪的纳维亚、北美洲和南美洲的树木。也就是说,当时很可能发生了某种全球性事件。
不过,火山假说也有漏洞。火山喷发的火山灰和硫黄颗粒应该在两极地区附近的冰层中留下痕迹。20世纪80年代,来自于格陵兰的冰芯就显示出许多次此前未知的火山爆发的证据。然而,在公元536年前后形成的冰中,却找不到火山喷发留下的痕迹。
树木年轮也暗示,公元540年之后数年的生长条件十分恶劣——寒潮可能持续了十年之久。不过,让科学家感到疑惑的是,仅仅一次火山爆发就引发降温长达十年,这太罕见了,因为火山喷发进入大气层的灰烬和富含硫的微粒应该在几年内就会被洗出大气层。
上述发现促使科学家重新思考这场灾难的根源。当百利在史料中发现了对公元538年和540年欧洲西北部所见的模糊、却又不同寻常的日食记述后,他开始怀疑灾难根源或许不是火山,而是天外来客。
瘟疫流行?
有一点是确定无疑的,那就是公元536年之后的世界的确不同寻常。在中国,北魏王朝在此前后灭亡。据史料记载,当时多达75%的人口死于寒潮、粮食歉收、饥饿和大旱,社会出现剧烈动荡。在中美洲,特大城市特奥蒂瓦肯的人口数量减少。到公元550年前后,当地人开始烧毁位于阶梯金字塔顶层的寺庙,因为他们对统治者“充当臣民与神明之间的沟通者”的能力产生了怀疑。
几乎与此同时,正当查士丁尼重建东罗马帝国之际,他的子民纷纷死于今天所称的“查士丁尼瘟疫”,也即黑死病的初期形式。根据记载,在疫情最高峰期间,每天要死多达10000人。
那么,这些不同的事件是否都是由全球降温引发的呢?百利认为或许如此。例如,查士丁尼瘟疫可能是整个欧亚食物短缺的间接后果,因为食物缺乏会引起人口大规模迁移和携带病菌的老鼠四处扩散,人们因此会暴露在他们不熟悉的病原面前。事实上,瘟疫的爆发和蔓延是黑死病的典型特征。
中国香港大学的戴维·张博士的详尽研究也显示,气候变冷与饥荒、瘟疫、人口大规模迁徙、社会动荡甚至战争之间都有着强烈的相关性。张博士相信,从6世纪30年代到40年代之间的动荡十年有可能是由瘟疫造成的,这不仅是因为人口迁移,还因为饥荒导致了人们的免疫力下降。
地外天体撞击?
1994年,在“舒梅克-列维 9号”彗星的碎片撞击木星之前不久,百利暗示:如果来自彗星的尘埃经过地球附近甚至撞击地球,就可能解释在缺乏火山指针的情况下出现的异乎寻常的气候长期降温。1999年,百利进一步暗示:过去10000年中发生的多次气候剧变都是由天体撞击地球引发的。他还猜测说,根据史料中不算明确的记载,很多历史事件甚至神秘事件(包括亚瑟王之死)都与地外天体有关。
百利从2002年起开始着手调查地外天体撞击证据。他在格陵兰冰芯中找寻由天体撞击地球产生的熔融材料的固化颗粒,结果发现冰芯中充满了玻璃和金属小球体(陨石的明显指针)。百利以为自己找到了证据。然而,他错了,因为此后再没有在其他冰芯中发现过任何天外来客的痕迹。第一个冰芯中的金属小球体被证明可能来自于污染,例如用于提取冰芯的设备事前已被污染。
到2002年底,公元536年之谜变得更加扑朔迷离:有关当时气温陡降的直接证据和史料记载越来越多,却没有任何迹象表明这场大降温的元凶是什么。因此,丹麦科学家博温瑟及其同事决定再取冰芯做检测。他们在2008年报告说,在冰芯中代表534年的那一段发现了微妙但确定的硫黄指针(误差为前后加减几年)。于是,火山假说卷土重来。
超大火山爆发?
博温瑟指出,早期的冰芯调查之所以没有发现公元536年的火山指针,是因为这场爆发很可能根本就不靠近冰原,除非火山爆发地点靠近冰原,并且让火山灰覆盖冰原,否则火山指针可能很不明显,不进行非常仔细的检测是发现不了的。博温瑟的团队在格陵兰和南极洲的冰样中都发现了当时的硫黄痕迹。博温瑟由此猜测,这场爆发必定发生在热带,否则不可能在两极地区的冰中都找到火山指针。
科学家们立即开始寻找火山元凶,结果疑凶很快就浮现出来。德国科学家斯蒂芬·库特罗尔福及其团队通过测量火山灰沉积物,对中美洲萨尔瓦多的一座火山——伊洛潘戈火山的一次爆发规模进行重估,结果估算出这次爆发喷出的火山灰多达84立方千米(为此前估计值的两倍)。这无疑是一个巨大的数量,使得这场爆发成为地球过去10000年中第六大规模的火山爆发。
之后,库特罗尔福团队又与长期研究伊洛潘戈火山的美国地质学家罗伯特·达尔联手,对火山灰中植物材料进行碳测年,以便更加精确地测定那场火山爆发的年代。研究结果是,这场爆发出现在公元6世纪初,最可能的爆发时间是公元536年。
如果说正是伊洛潘戈火山引发了公元536年的全球大灾,那么它对中美洲本身的影响有多大呢?如果以伊洛潘戈火山为圆心画一个半径200千米的圆,那么这个圆中的人、动物和树木可能全部被毁。位于伊洛潘戈火山远北几百千米的玛雅文明当时应该逃过了灭亡之灾,但玛雅石碑上的象形文字表明,玛雅人在公元6世纪30年代之后再也没有新建过纪念碑。
不过,就算伊洛潘戈火山真的促发了公元536年的事件,它也不能解释为什么寒潮会持续十年之久,以及为什么公元540年之后出现了一些特别冷的年份。莫非火山爆发不止一次?过去几个月里,科学家对格陵兰冰芯进行的最新检测表明,公元540年的硫黄指针的强度仅为公元534年指针强度的大约15%。这么低强度的爆发能对气候造成如此大的影响吗?科学界对此仍有争议。
彗星撞地球?
美国地质学家达拉斯·艾伯特及其团队也在研究来自格陵兰的冰芯。与百利一样,他们也发现了年代在公元536年前后的金属小球,但他们同时还发现了异常高的镍和锡含量。镍在陨石中很常见。艾伯特认为,这是天外来客的证据,而且这个天外来客是一颗彗星。于是,天外来客假说卷土重来。
艾伯特甚至还找到了一个疑凶——哈雷彗星,它曾在公元530年造访地球,中国的史料记载表明它当时异常明亮。她说,如此亮度暗示,在这趟回归内太阳系(指太阳系中包含类地行星——水星、金星、地球和火星,以及小行星的区域。内太阳系中的天体都相对接近太阳。内太阳系的半径小于木星轨道与土星轨道之间的距离)的旅途中,哈雷彗星在相当近距离处掠过太阳,因此丢失了比以往更多的冰,从冻结的彗核释放了更多的尘埃和碎片,从而很可能在公元530年前后带给了地球更多的彗星材料。事实上,地球每年都会两次沐浴在由哈雷彗星的尘埃碎片造成的流星雨当中。从公元6世纪30年代到40年代,这样的流星雨可能“下”得异常猛,持续给地球带来能遮挡烈日、促进降温的尘埃。
冰中还有其他惊人线索。在年代从大约公元536年开始的冰芯样本中,包含着通常发现于热带浅海的微生物的冻结样本;而来自于公元538年的样本中,包含着古老得多的海洋微生物化石。艾伯特认为,这些微生物只可能通过一种途径出现在格陵兰的冰层中——公元530年,哈雷彗星在回归内太阳系的过程中可能丢下了一些相当大的残骸。在随后数年里,其中或许包括公元536年和538年,这些残骸撞进地球海洋,包含活体微生物的海水和包含化石的岩石以尘埃和残骸的形式被喷射到大气层中,导致全球气温骤降。
艾伯特的团队甚至还找到了其中一次撞击的发生地点。在一个沉积层中出现的引力异常和金属小球暗示,一个较大的天体在公元第一个千年中的某个时刻撞进了澳大利亚的卡奔塔尼亚湾。艾伯特的团队在2013年公布了自己的研究结果,并且在2014年公布了相关细节。不过,他们仍需找到更多证据来面对质疑。
美国科学家唐·布朗利的研究表明,彗星撞地球的确有可能造成降温效应。他针对美国宇航局“星尘号”任务在2004年采集的“维尔特2号”彗星的尘埃样本的研究表明,大约12800年前的一次短期全球降温可能与当时的一次天体撞击地球的事件直接相关。
哈雷彗星在公元6世纪的事件中是否也起过同样的作用呢?现在还没有确凿证据可以证明哈雷彗星在过去千年中出现过如此行为。
就算哈雷彗星并未牵连其中,艾伯特的说法依然可能站得住脚:地球穿越过彗星或其他天体的尘埃,并且由此遭遇过两次甚至更多次的大规模撞击。
目前,其他科学团队正在提取并分析更多的格陵兰冰芯。而与此同时,地球的近邻火星可能很快会带给我们有关彗星尘埃撞击较小行星时会发生什么的第一手资料——2014年10月,火星预计将穿越环绕“C/2013 A1”彗星的尘埃和气体。
究竟是谁造成了公元536年前后的全球性寒潮?火山还是彗星?科学家各执己见。而事实上,两者可能都没错——这场不同寻常的大降温及其长久性也许需要用“双重打击”才能进行最佳解释。正如博温瑟所指出的那样:“在来自公元540年的冰芯中找不到强烈的火山指针,就使得火山和彗星接连或同时出手的理论有了当然的可能性。”