按：南太平洋島國湯加的洪阿哈阿帕伊島海底火山14日和15日發(fā)生火山噴發(fā)，首都努庫阿洛法觀測到了海嘯。據(jù)衛(wèi)星照片顯示，火山灰、蒸汽和氣體在當?shù)靥窖蠛Ｃ嫔峡丈v，巨大的聲響在美國的阿拉斯加都可以聽到。據(jù)法新社17日消息，湯加海底火山又發(fā)生了一次大噴發(fā)。日本、美國、加拿大、新西蘭、斐濟、薩摩亞、瓦努阿圖、澳大利亞和智利均發(fā)布海嘯預警。專家指出，事發(fā)地火山口已蘇醒，噴發(fā)活躍期可持續(xù)數(shù)周甚至數(shù)年。

湯加海域火山持續(xù)爆發(fā)并引發(fā)海嘯，是如同災難大片一般的自然現(xiàn)象。在歷史上，我們可以看到，大規(guī)模的火山噴發(fā)可能會引發(fā)大規(guī)模的后果——至今為止記錄在案的最為猛烈的火山噴發(fā)之一坦博拉火山大爆發(fā)曾經(jīng)改變了地球的氣候，使得次年（1816年）成為了“無夏之年”?；鹕奖l(fā)導致周邊地帶發(fā)生多起海嘯，在歐洲，火山灰導致顆粒無收，很多人死于饑餓；多條河流泛濫，帶來了嚴重的流行性斑疹傷寒。在1816年，空氣中高濃度的火山灰和火山氣使得瑞士陰雨連綿，在此度假的文人被困于室內(nèi)，不得已互相發(fā)起寫作挑戰(zhàn)——瑪麗·雪萊在此寫下了《科學怪人》，拜倫以《黑暗》描述了一個太陽熄滅的世界?？諝庵械幕鹕剿樾冀o倫敦帶來了多彩的晚霞，這一奇觀在畫家特納的的“日落系列”中流傳后世……

盡管我們駕馭自然的能力與日俱增，人類還是很容易受到自然災難的傷害。超級火山爆發(fā)并不像后世看來的那么浪漫，它們可能是致命的。近期由萊昂納多·迪卡普里奧主演的影片《不要抬頭》（Don't Look Up）則警示人們一顆彗星直接與地球相撞也將帶來毀滅性的后果，導致人類文明歷程中的空前浩劫。

人類究竟會不會因為超級火山爆發(fā)、彗星撞擊地球這樣的事件而滅絕？《危崖：生存性風險與人類的未來》作者、牛津大學人類未來研究所高級研究員托比·奧德致力于研究有可能造成人類滅絕或文明永久崩潰的風險，以及如何在這些危險中保衛(wèi)人類。在下面這篇書摘中，托比·奧德帶領(lǐng)我們探尋能夠把人類所有成就都抹去的終極自然災難。

《自然風險》（節(jié)選）

文 |［澳］托比·奧德（Toby Ord）

譯 | 韋斯琳 

超級火山噴發(fā)

超大規(guī)模的火山噴發(fā)（釋放出超過1000立方千米巖石的爆炸）被稱為超級火山噴發(fā)。與如同圓錐一般高聳在地表的典型火山不同，能形成超級噴發(fā)規(guī)模的火山往往因為釋放出大量的巖漿而塌陷，留下一個被稱為“破火山口”的巨大凹坑。其中最著名的是黃石火山口，它上一次噴發(fā)是在63萬年前。

超級火山噴發(fā)的毀滅性遠超史上其他事件。這樣的火山噴發(fā)會讓方圓100千米內(nèi)的所有東西都被埋在熾熱的落石中。厚厚的火山灰像雨一般落滿整個大陸。當印度尼西亞的托巴火山在7.4萬年前噴發(fā)時，1米厚的火山灰像毯子一樣覆蓋了印度，遠至非洲都能發(fā)現(xiàn)火山灰的痕跡。但是，就像小行星和彗星一樣，真正造成生存性風險的是被黑暗籠罩的天空。

托巴火山噴發(fā)釋放的黑色火山灰和反射性硫酸鹽氣溶膠造成了“火山冬天”，據(jù)說在好幾年的時間里讓全球氣溫降低了好幾攝氏度。即使是1815年印度尼西亞坦博拉火山規(guī)模小得多的噴發(fā)（不到托巴火山噴發(fā)規(guī)模的1%），也造成全球溫度下降1℃，遠至美國的一些地方出現(xiàn)了農(nóng)作物歉收和六月飛雪，這一年因此被稱為“無夏之年”。

研究超級火山噴發(fā)的專家通常認為這一現(xiàn)象不會對人類滅絕直接造成威脅。雖然有一些早期證據(jù)表明，托巴火山的噴發(fā)也許差一點就摧毀了7.4萬年前的人類，但較新的證據(jù)越來越多地顯示出這不可能發(fā)生。

由于托巴火山噴發(fā)是我們所知的過去200萬年里最大規(guī)模的火山噴發(fā)，而現(xiàn)在已有比當時多出數(shù)千倍的人口分布在更廣泛的地區(qū)，因此我們可以認為火山噴發(fā)已經(jīng)不太可能導致人類滅絕。其影響可能與直徑1～10千米的小行星大致相當，有可能導致全球農(nóng)作物持續(xù)數(shù)年的大面積歉收。由于世界糧食儲備只有6個月左右，因此有數(shù)十億人可能會死于饑荒，文明也可能發(fā)生全球性崩潰。我認為即使文明真的崩潰了，它也很可能復蘇，但如果不能恢復，那就是一場生存性災難。

雖然地質(zhì)學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十次超級火山噴發(fā)的遺跡，但它們的發(fā)生頻率仍然極難確定。最新報告給出的中心估計是每2萬年一次，但具有很大的不確定性。至于托巴火山那種規(guī)模的噴發(fā)，同一分析報告得出的中心估計是每80萬年一次，但不確定性更大。

接下來的一個世紀會怎樣？天文學家已經(jīng)追蹤到越來越多的小行星，他們可以確定未來的100年會比平均水平更安全。不幸的是，火山比小行星難預測得多。盡管我們已經(jīng)知道曾有過超級噴發(fā)的大多數(shù)火山的位置，但預測火山是否即將噴發(fā)極其困難，一旦出現(xiàn)火山噴發(fā)，我們將會措手不及。

對于如何防止或延緩即將發(fā)生的超級噴發(fā)，人們知之甚少。美國國家航空航天局最近進行了一項非常初步的調(diào)查，研究從黃石火山口緩慢排出熱量的可能性，但像這樣的調(diào)查還處于最初階段，對活火山（特別是有超級噴發(fā)歷史的火山）任何形式的干擾顯然都必須非常謹慎。目前，我們應(yīng)對超級火山噴發(fā)的最佳辦法是建立能長久保存的糧食儲備或者發(fā)展應(yīng)急糧食生產(chǎn)技術(shù)，為減輕損失做好準備。

與小行星和彗星相比，我們對火山噴發(fā)風險的了解和管理仍處于初級階段。由于預測和預防的難度更大，這種風險可能從根本上更難應(yīng)對。最重要的是，據(jù)估計，在接下來的一個世紀里，發(fā)生威脅文明的火山噴發(fā)災難的概率是小行星和彗星撞擊概率總和的10倍左右。所以，超級火山噴發(fā)似乎是更大的風險，需要格外關(guān)注。

恒星爆炸

每顆恒星內(nèi)部都有兩股力量在持續(xù)對抗。引力使恒星壓縮聚合，而輻射壓力則使它分離解體。在恒星生命的大部分時間里，這兩股力量處于平衡狀態(tài)，避免恒星坍縮為一個點或消散在太空中。但有些恒星到了某個時刻會出現(xiàn)壓力無法對抗引力作用的災難性情形，以相對論性速度坍縮。它們可以瞬間達到難以置信的高密度，引發(fā)新一輪的巨大壓力，使恒星爆炸，這就是所謂的超新星爆發(fā)現(xiàn)象。在短暫的時間里，一顆超新星放出的光芒可以讓整個星系黯然失色。只需幾秒鐘，它就能釋放出相當于太陽在100億年內(nèi)所輻射的能量。

超新星最早可見于中國古代天文學家在公元185年的記錄，當時一顆明亮的新星突然照亮了他們頭頂?shù)奶炜?。直?span>20世紀30年代，科學家們才開始對超新星有所了解，到了50年代，他們意識到靠近地球的超新星會對地球構(gòu)成威脅。

1969年，科學家們發(fā)現(xiàn)了一種嶄新而獨特的恒星爆炸類型。冷戰(zhàn)期間，美國發(fā)射了一些間諜衛(wèi)星，通過捕捉特有的伽馬射線閃光來探測是否存在秘密核試驗。衛(wèi)星探測到一些短脈沖伽馬射線，但其特征與核武器放射出來的完全不同。天文學家們認定，它們不可能來自地球，甚至不可能來自銀河系，而一定是來自數(shù)十億光年之外的極其遙遠的星系。

是什么引起了這種“伽馬射線暴”？這個謎團仍有待破解。主流理論認為，脈沖較長的爆發(fā)是在一種罕見的超新星中產(chǎn)生的，而脈沖較短的爆發(fā)則是在兩顆中子星碰撞時產(chǎn)生的。每一次爆發(fā)所釋放的總能量與超新星相似，但集中在兩個指向相反方向的窄錐區(qū)域中，因此可以在極遠的距離上探測到它們。

例如，2008年3月，100億光年外的一個星系中的伽馬射線暴所發(fā)出的光到達了地球，它的亮度仍然足以讓肉眼看見?？拷栂档某滦潜l(fā)或伽馬射線暴可能會帶來災難性的影響。雖然伽馬射線和宇宙射線本身不會到達地球表面，但它們在我們的大氣層中引發(fā)的反應(yīng)可能會構(gòu)成威脅。最危險的很可能是產(chǎn)生氮氧化物，它將改變地球的氣候，并嚴重侵蝕臭氧層，最后一種影響被認為是最致命的，會讓我們連續(xù)好幾年極大地暴露在紫外線輻射下。

對于這樣的事件發(fā)生在地球附近并造成全球災難（通常定義為全球臭氧消耗達到30%或更多）的可能性，天文學家做了估測。（我認為此類事件對文明的威脅比小行星、彗星撞擊和超級火山噴發(fā)的威脅要小。）平均每個世紀里超新星爆發(fā)的概率約為1/5000000，伽馬射線暴發(fā)生的概率為1/2500000。

與探測小行星一樣，我們可以通過在宇宙中搜尋最直接的威脅來對接下來100年里這些事件發(fā)生的可能性做出更準確的推算。探測伽馬射線暴會比較困難，因為我們對它們了解較少，而且它們可以從更遠的距離攻擊地球。對于超新星爆發(fā)和伽馬射線暴這兩種威脅，我們還沒有找到任何潛在的威脅源，但也不能完全排除它們的存在，因此，我們估計接下來的一個世紀出現(xiàn)這類風險的概率比平均水平略有降低。

這類事件發(fā)生的概率非常小，似乎頂多是小行星和彗星撞擊這類規(guī)模相當?shù)臑碾y發(fā)生概率的1/20，超級火山噴發(fā)發(fā)生概率的1/300。不過，在把這類風險擱置一邊之前，我們還是希望消除與這些數(shù)字相關(guān)的一些不確定性。我們需要更多的研究來確定恒星爆炸導致滅絕的臨界點。我們應(yīng)該開始對100光年之內(nèi)的潛在超新星進行分類，以確定它們有多大可能性在接下來的一個世紀中爆發(fā)。從更廣泛的層面上看，我們應(yīng)該改進我們對這些風險及其剩余不確定因素的模型分析，努力把我們對它們的認識程度提高到與對小行星和彗星的了解相當?shù)乃健?/p>

小行星和彗星

一顆直徑10千米的小行星朝著地球的方向快速移動。它們直接碰撞的概率很小—千百萬年來，它一直在太陽系中穿行，每一次都與地球擦身而過。但經(jīng)過漫長的時間，碰撞的可能性就會增加，而這一天終于來了。

它在墨西哥海岸附近撞向地球表面，時速超過6萬千米。1萬億噸巖石的移動速度是如此之快，撞擊時產(chǎn)生的能量相當于同等質(zhì)量TNT炸藥的100倍。在短短幾秒鐘內(nèi)，它釋放出相當于廣島原子彈爆炸百億倍威力的能量：等于冷戰(zhàn)時期全部核武器的1萬倍。它撞出了一個30千米深的坑，直穿地殼—這個深度是帝國大廈高度的60倍，珠穆朗瑪峰高度的3倍多。方圓1000千米以內(nèi)的所有東西都被撞擊火球釋放的熱量毀滅。海嘯摧毀了加勒比地區(qū)。數(shù)以萬億噸計的巖石和塵埃被拋向天空深處。其中一些過熱的巖石落在幾百萬平方千米的土地上，燒死動物的同時引發(fā)大火，使災難進一步蔓延。但更致命的是留在空中的灰塵。

塵土翻滾飛揚，一直升騰到大氣層頂端，遮擋了陽光。正是這種現(xiàn)象把區(qū)域性的災難變成了大規(guī)模的滅絕。慢慢地，這種情況就蔓延至整個世界，地球持續(xù)數(shù)年被黑暗吞沒。伴隨著黑暗而來的是嚴重的全球降溫，因為陽光被塵埃擋住，被海床蒸發(fā)時釋放的硫酸鹽氣溶膠所反射。寒冷和黑暗殺死地球上的植物，動物挨餓受凍，恐龍億萬年的統(tǒng)治結(jié)束，四分之三的地球物種滅絕。

小行星和彗星都有可能造成這樣的破壞。小行星是塊狀的巖石或金屬，主要出現(xiàn)在火星和木星的軌道之間。它們的直徑從大約1000千米到只有幾米不等。彗星是由巖石和冰塊混合而成的塊狀物，直徑范圍稍窄。許多彗星都位于極度橢圓的軌道上，大部分時間在外行星之間或之外，然后周期性地穿過內(nèi)太陽系。當它們離太陽足夠近時，太陽的輻射會剝落彗星的部分冰層和塵埃，形成一條閃亮的尾巴。進入我們大氣層的小行星或彗星碎片，與大氣層摩擦產(chǎn)生熱量，燃燒起來，被稱為流星。落到地球上而留存下來的碎片被稱為隕石。

我們最早的祖先一定見過彗星在天空中閃耀，但只能猜測它們真正是什么。古希臘人猜測它們像云彩或彩虹一樣，是大氣現(xiàn)象。6世紀的印度天文學家正確地猜出它們遠在地球之外—這個想法在1000年里都未能得到確證。直到1577年，第谷·布拉赫證明了那一年出現(xiàn)的彗星來自月球之外，因為相距遙遠的觀測者在同一時間看到的彗星幾乎處于夜空中的同一位置。

隕石自古以來就為人所知，但直到19世紀初，科學家才確定它們來自地球之外。與此同時，天文學家開始探測圍繞太陽運行的小行星。

1960年，美國地質(zhì)學家尤金·舒梅克明確指出，地球上的一些坑并不是由地質(zhì)活動造成的，而是受到了遠古時代的巨大隕石的撞擊，這些最終落下的碎片讓我們看到地球很容易遭受來自宇宙的災難性沖擊。”

1980年，由路易斯和沃爾特·阿爾瓦雷斯父子領(lǐng)導的一個科學家小組發(fā)現(xiàn)，白堊紀和古近紀之間的地質(zhì)界限富含銥元素，而這種元素在地球表面極為罕見，在小行星中倒是更普遍。他們想到，這可能是解釋白堊紀末期那場大滅絕的確鑿證據(jù)，恐龍就是在這場大滅絕中消亡的。釋放出這么多銥的小行星，其直徑應(yīng)該能達到10千米，使銥飄散到各處的黑暗塵埃云足以抑制光合作用并引起大滅絕。只是當時還沒有發(fā)現(xiàn)規(guī)模和年代符合這次撞擊的隕石坑。

10年后，這個隕石坑被發(fā)現(xiàn)了。6600萬年的地質(zhì)活動將它掩埋在后來形成的數(shù)千米的巖石層之下，但重力測量的結(jié)果顯示出一個由隕石造成的高密度花崗巖撞擊環(huán)——一個圍繞墨西哥小鎮(zhèn)希克蘇魯伯的巨大圓圈。挖掘工作證實了這個隕石坑的年代和成因。

關(guān)于這次撞擊是否足以導致大滅絕的爭論仍在繼續(xù)，但隨著越來越多能對得上的證據(jù)的出現(xiàn)，人們逐漸形成了共識。其中20世紀80年代對核冬天的發(fā)現(xiàn)尤為重要，其景象就是類似的高空黑色云團使地球變冷變暗。此外，越來越多的證據(jù)表明，這種撞擊會使海床上的含硫巖石蒸發(fā)，釋放出大量的硫酸鹽氣溶膠，讓地球變得更冷更暗。

隨著人們越來越清楚地認識到地球很容易受到小行星和彗星的撞擊，這一威脅開始得到認真的對待。小行星和彗星的撞擊先是出現(xiàn)在科幻作品中，后來受到了科學研究的關(guān)注。阿爾瓦雷斯關(guān)于小行星造成上一次大滅絕的假說啟發(fā)舒梅克在1981年召開了一次意義深遠的會議，撞擊災害學由此創(chuàng)立。科學家們雄心勃勃地提出了尋找和追蹤小行星的計劃。由于公眾越來越關(guān)注撞擊威脅，美國國會兩黨開始支持這項計劃。1994年，國會指示美國國家航空航天局對90%直徑大于1千米的近地天體進行追蹤。

至此，人們大部分的注意力都集中在小行星上，因為它們更常見，更容易追蹤，轉(zhuǎn)變它們的飛行方向也更容易。天文學家根據(jù)大小對它們進行了分類。那些直徑在10千米以上的小行星（使恐龍滅絕的那顆小行星就有這么大）有可能引起大規(guī)模滅絕。人類有可能在這場天災中存活下來，但造成我們滅絕的嚴峻風險顯然存在。

在上一次的滅絕事件中，所有體重超過5千克的陸地脊椎動物都被殺死了。直徑1～10千米的小行星可能引起全球災難，也可能大到足以構(gòu)成生存性風險，要么直接使人類滅絕，要么導致文明崩潰至不可恢復的地步。雖然這種較小規(guī)模的小行星撞擊引發(fā)生存性災難的概率要小得多，但這樣的小行星撞擊地球的概率要高得多，兩種概率就抵消了。

現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并追蹤到眾多的近地小行星，我們因此對近地小行星的總量有了很好的了解。這些信息告訴我們，平均來說在一個世紀的時間里，直徑1～10千米的小行星撞上地球的概率約為1/6000，直徑超過10千米的小行星撞擊的概率則是1/1500000。

那么，我們這個世紀呢？通過分析已知小行星的確切軌道，天文學家可以確定它們是否真的有可能在未來100年內(nèi)撞擊地球。我撰寫本書的時候，直徑大于1千米的近地小行星里有95%已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，并沒有哪一顆看上去明顯會與地球相撞。所以幾乎所有剩余的風險都來自我們尚未追蹤到的那5%。直徑大于10千米的小行星撞擊地球的可能性更小，因為天文學家?guī)缀醮_定已經(jīng)找到了這一范圍內(nèi)所有的小行星，而且它們不會構(gòu)成直接的危險。根據(jù)我們掌握的軌道信息，直徑1～10千米的小行星在接下來的100年內(nèi)撞擊地球的概率降至約1/120000，直徑10千米以上的小行星撞擊地球的概率則約為1/150000000。

這些概率讓人大大松了一口氣。雖然的確有這樣的風險，但它已經(jīng)得到詳細研究，而且證據(jù)顯示這種事發(fā)生的概率非常小。這是一個人人皆知的風險，但風險并不算大。如果人類會在未來的100年內(nèi)滅絕，那么幾乎可以肯定原因不是小行星或彗星撞擊。

雖然不確定因素依然存在，但總的來說，這是一個人類團結(jié)一致應(yīng)對風險的故事。從人們開始對全球災難的風險有科學認識，到政府開始認真采取應(yīng)對措施，只用了12年時間?，F(xiàn)在28年過去了，幾乎所有的大量級小行星都已被追蹤。國際合作以聯(lián)合國認可的組織和國際空間衛(wèi)士計劃聯(lián)盟為載體開展。這項事業(yè)運作良好，美國國家航空航天局得到的資助從2010年到2016年增加了10倍以上。在我看來，小行星和彗星撞擊是人們應(yīng)對得最好的生存性風險。

下一步要做什么？天文學家在追蹤小行星方面取得了巨大成功，現(xiàn)在可能是時候?qū)⒁恍┤说淖⒁饬D(zhuǎn)向彗星了。雖然很難確定，但我覺得最有可能的是它們構(gòu)成的風險與剩下未被追蹤的小行星帶來的風險水平差不多。開展更多研究后，天文學家也許能將短周期彗星納入用于改進小行星探測和認識長周期彗星的風險框架。

在如此了解小行星撞擊概率的情況下，剩余的不確定性主要在于這樣一次撞擊是否會導致人類滅絕—尤其是直徑范圍在1～10千米的小行星。因此，利用最新的氣候模型與核冬天模型，構(gòu)建反映撞擊后冬天效應(yīng)持續(xù)時間和嚴重程度的模型是很有價值的。

其他自然風險

我們面臨的其他潛在災難并不少。即使只談有足夠科學證據(jù)支持的自然風險，也還是有很多風險我這里無法詳細闡述。

有些威脅從長遠來看是真正的風險，但在未來一千年里都不會發(fā)生。其中最重要的是太陽最終會變得更亮，這將帶來非常高的滅絕風險，但這種現(xiàn)象只在大約10億年后才會出現(xiàn)。冰期（“冰河時代”）的再度出現(xiàn)將給人類帶來巨大的困難，但這在未來一千年里不會發(fā)生。人類退化或轉(zhuǎn)變?yōu)樾挛锓N等演化情況在未來一千年里也不會構(gòu)成威脅。

眾所周知，有些風險發(fā)生的可能性非常小。例如恒星穿過太陽系時可能會擾亂行星軌道，導致地球凍結(jié)或沸騰，甚至撞上另一顆行星，但這在未來20億年內(nèi)發(fā)生的概率只有1/100000。這種情況也可能由于行星軌道動力的混亂不定而發(fā)生，但概率同樣微乎其微。一些物理理論認為，太空的真空狀態(tài)本身可能是不穩(wěn)定的，可能會“坍縮”形成真正的真空。這種坍縮將以光速擴散，摧毀所有生命。然而這種情況在每一個世紀里發(fā)生的概率不會高于1/10000000，人們普遍覺得這種可能性還要更低。

有些威脅不至于危及人類的生存，它們不太可能導致人類滅絕或文明的永久崩潰。颶風或海嘯等許多地方性或區(qū)域性的災難就是如此，一些涉及全球的風險也是同樣的道理。例如，地球的整個磁場會發(fā)生很大的變化，有時甚至會完全反轉(zhuǎn)方向，我們在磁場方位重新調(diào)整的過程中會更多地暴露在宇宙射線之下。然而這種情況出現(xiàn)得足夠頻繁，以致我們可以斷定它不是關(guān)乎人類存亡的風險（自人類和黑猩猩分化以來，500萬年中這種情況大約發(fā)生了20次）。這類風險只有一項經(jīng)過充分研究的影響，那就是癌癥的發(fā)病率似乎會略微增加，因此它也不是會導致文明崩潰的那種風險。

最后，有些風險是自然產(chǎn)生的，但人類活動大大加劇了它們的影響，因此，它們介于自然風險和人為風險之間，其中包括“自然產(chǎn)生”的流行病。我不把它們列為自然風險，而是納入人為風險。

本文書摘部分節(jié)選自《危崖：生存性風險與人類的未來》第三章《自然風險》，經(jīng)出版社授權(quán)發(fā)布，較原文有刪節(jié)。