公元10世纪冰岛埃尔加Eldgjá火山喷发对中国的古气候效应

费 杰 周 杰 Βιβλιοθήκη Baidu安芷生
中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室 , 西安 710075
摘 要 本文通过搜寻公元 10 世纪冰岛埃尔加 ( Eldgjá) 火山喷发前后 (公元 932～948 年) 各地气候冷暖变化 的历史文献记录以及树轮记录 , 重点发掘并考订了中国的历史文献记录 , 对公元 10 世纪冰岛埃尔加火山喷发的 气候效应 , 特别是对中国的气候效应进行了分析 。综合中国 、欧洲和中东以及日本等地的历史文献记录与树轮 记录 , 发现埃尔加火山喷发后的气候变冷集中在公元 934～935 年和公元 939～942 年两个时期 。公元 934～935 年的降温可能是欧洲和中东的区域性降温 , 公元 939～942 年的降温在全球范围有广泛表现 。埃尔加火山喷发开 始后直至公元 938 年 , 中国出现了区域性的气候变暖 , 变暖的峰值可能在公元 934 年 。从现有历史文献证据分 析 , 埃尔加火山喷发后中国的降温发生在公元 939～942 年 。初步估计 , 公元 939 年到 940 年冬季 (939 年 12 月 至 940 年 2 月) 中国洛阳开封一带相对于公元 933～938 年的降温幅度可达 5 ℃～8 ℃。我们对埃尔加火山喷发过 程的考订印证了前人的推测 : 埃尔加火山在 3～8 年的喷发过程中 , 可能于公元 934 年和 939 年前后各出现一个 喷发的高潮 。
在各方面的埃尔加喷发研究中 , 比较精确的年 代测定来自冰心测年和历史文献考证的参照对比 。 综合冰岛各种历史文献得知 , 埃尔加喷发始于 930 ～937 年 , 最 可 能 的 年 代 则 是 934 年 ( Stot hers , 1998) 。McCart hy and Breen (1997) 根据爱尔兰历 史文献记录 : “939 年 , 连续两天太阳呈血红色 , 在晴空中几乎没有光辉 。”认为埃尔加喷发发生于 939 年 。格陵兰 Crête 冰心在 934 ±2 年出现酸度高 峰 , 该峰是 Crête 冰心 (553～1972 年) 最高的记录 ( Hammer et al1 , 1980 ) ; 格 陵 兰 GISP2 冰 心 的 SO24 - 高 峰 的 年 代 为 938 ±4 年 ( Zielinski et al1 ,
t ute of Eart h Environment , Chinese Academy of Sciences , and is engaged in Quaternary geology1
1 引 言
火山喷发往往伴随着区域性或全球性的降温 。 1815 年印度尼西亚 Tambora 火山喷发后 , 1816 年成 为著名的 “无夏之年”, 随后的 1817～1819 年夏天 都是北半球过去 600 年中最寒冷的 30 个夏天之一 (Stothers , 1984 ; Pyle , 1998) 。1783 ～ 1784 年 冰 岛 Laki 火山喷发后 , 1784～1786 年欧美地区年平均气 温的降幅都在 1 ℃以上 ( Fiacco et al1 , 1994) 。1600 年 秘鲁 Huaynaputina 火山喷发后的 1601 年出现了北半 球过去 600 年以来最寒冷的夏天 (Briffa et al1 , 1998 ; De Silva and Zielinski , 1998 ; Pyle , 1998) 。
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古 地 理 学 报
2004 年 5 月
maxes , i1e1 , t hose in about 934AD and 939AD respectively1 Key words China , historical record , Iceland , Eldgjá, volcanic eruption , climatic cooling1 About the f irst author Fei Jie , male , born in 1978 , is a candidate for Ph1D1degree in Insti2
1994 , 1995) 。Stot hers ( 1998) 结合历史文献和冰 心研究得到的年代数据 , 并根据欧洲和中东的异常 天气现象推测埃尔加喷发发生于 934 年夏季 。
然而 , Crête 冰心 934 ±2 年的酸度峰跨两个年 纹层 ( Hammer et al1 , 1980) , GISP2 冰心的 SO24 高峰则跨 6～8 个年纹层 ( Zielinski et al1 , 1995) 。 Zielinski et al1 (1995) 认为此次埃尔加喷发持续了 3 ～6 年 。Thordarson et al1 (2001) 根据埃尔加喷发 的熔岩流沉积推断此次喷发持续 3～8 年或 6～8 年 , 喷发过程至少有 8 个明显的阶段 。综合各方面 的研究 , 可以认为埃尔加喷发发生于 933～941 年 之间 , 是一次长时间的冰岛式火山喷发 , 并根据欧 洲和中东地区天气异常寒冷和太阳光异常黯淡 、干
Briffa et al1 (1998) 汇集了指示过去 600 年以来 北半球夏季温度逐年变化的精确定年的树轮序列 , 发现过去 600 年以来 , 火山活动的强度和北半球夏 季温度变化显著相关 , 大规模的火山喷发都在不同 程度上造成了北半球的气候变冷 。火山喷发使气候 变冷的直接证据还来自北半球的器测资料 。Angell and Korshover ( 1985) 把 美 国 New Haven 、北 欧 、 中欧 、英格兰中部的四个温度序列与公元 1740 年 以来所有大规模的火山喷发作了对比 , 发现几乎每 次大规模的火山喷发后的几年 , 气温都低于序列平 均值或喷发前数年平均值 , 当把北半球作为整体讨 论时 , 这一现象更为显著 。Self et al1 (1981) 研究 了过去 200 年各次大规模火山喷发前后北半球的气 温变化过程 , 发现火山喷发后一般会出现 4 年左右 的冷谷 。
关键词 中国 历史文献 冰岛 埃尔加 ( Eldgjá) 火山喷发 降温 第一作者简介 费杰 , 男 , 1978 年生 , 中国科学院地球环境研究所博士研究生 , 第四纪地质学专业 。
Impact of the Eldgjáeruption of Iceland in the tenth century on palaeoclimate in China
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第 6 卷 第 2 期 2004 年 5 月
古地理学报
J OU RNAL OF PALA EO GEO GRAPH Y
Vol16 No12 May 2004
文章编号 : 167121505 (2004) 0220241211 文献标识码 : A
公元 10 世纪冰岛埃尔加( Eldgjá) 火山喷发 Ξ 对中国的古气候效应
Abstract The climatic impact of t he Eldgjáeruption happened in about 934AD in China was in2 vestigated1 The relevant historical data , mainly Chinese historical data , as well as t he t ree ring records were searched and sorted1Based on t he Chinese , J apanese and European historical records , as well as t he t ree ring records , we found t hat climatic cooling occurred at about 934～935AD and 939～942AD following t he Eldgjáeruption1 The cooling of 934～935AD seemed to be regional and limited to Europe and t he Middle East , and t hat of 939～942AD would probably be global1Following t he Eldgjáerup2 tion until 938AD , regional warming appeared in China wit h it s climax in 934AD1Notable cooling ap2 peared in 939～942AD in China1 By a tentative estimation , t he cooling magnit ude would be 5～8 ℃in t he winter of 939/ 940AD in comparison wit h t he mean winter temperat ure of 933～938AD in L u2 oyang2Kaifeng area1Our investigation supported t hat t he ～934AD Eldgjáeruption would have two cli2
埃尔加 ( Eldgjá) 裂隙位于冰岛南部 (63°～64°
N , 18°～19°W) 。发生于公元 10 世纪的埃尔加火 山喷发 (下简称埃尔加喷发) , 是已知的过去 2000 年中 最 大 规 模 的 冰 岛 式 火 山 喷 发 ( Thordarson et al1 , 2001) 。
公元 10 世纪埃尔加喷发距今年代久远 , 有关 的历史文献相对较少 , 但经过许多学者的努力 , 已 使此次喷发得到了充分的证据 : 当地历史文献和民 间传说的证据 ( Stot hers ,1998) 、火山碎屑和熔岩流 研究的证据 (Larsen , 1979 , 1993 ; Thordarson and Self , 1998 ; Thordarson et al1 , 2001 ) 、格 陵 兰 GISP2 冰心物理化学组分的证据 ( Zielinski et al1 , 1995) 等 , 从而多方证实了这次火山喷发确有发生 过。
Ξ 中国科学院知识创新工程重大项目 ( KZCX1 - 10 - 01) ; 欧盟合作项目 ( ICA4 - CT - 2002 - 10004) 。 收稿日期 : 2003 年 10 月 13 日 改回日期 : 2003 年 11 月 18 日
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Fei Jie , Zhou Jie , An Zhisheng
S tate Key L aboratory of L oess and Q uaternary Geology , Instit ute of Eart h Envi ronment , Chi nese A cadem y of Sciences , Xi’an 710075 , S haanxi
关于利用人类历史时期的文字记载来研究人类历 史时期的古地理条件已有不少研究成果发表 , 如湖泊 的消亡(张维英等 ,2003) , 火山喷发 (崔钟燮等 ,2000) 和气候变化 (朱晓禧 ,2004) , 本文利用国内外文献记 录 , 研究埃尔加火山喷发对中国古气候的效应。
2 公元 10 世纪埃尔加火山喷发概述