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Mystery /歷史懸案

1831 年太陽變藍:冰芯裡的火山灰指向一座無人島

1831 年北半球看見藍、綠、紫色的太陽。2025 年 PNAS 論文用格陵蘭冰芯的火山灰,把來源指向千島群島的新知島。

閱讀 8 分鐘查證於 2026-10-31
1831 年 8 月,北半球有人抬頭,看到太陽是藍的、綠的、紫的。
1831 年 8 月,北半球有人抬頭,看到太陽是藍的、綠的、紫的。

1831 年 8 月,北半球有人抬頭,看到太陽是藍的、綠的、紫的。

火山噴發的證據在冰裡躺了將近兩百年,但噴發的地方一直對不上號。

事情經過

1831 年的火山訊號,在極地冰芯裡早就是公開的事。論文開頭就說,這是 19 世紀最大的火山噴發之一,造成北半球明顯降溫,來源卻一直是個謎。這次噴發被連結到 0.5 至 1°C 的降溫,也早於印度 1832 至 1833 年的馬德拉斯饑荒,以及日本 1832 至 1838 年的天保饑荒。

太陽變色的紀錄同樣有。1831 年 8 月,北半球多處留下藍、紫、綠色太陽的歷史觀測。作曲家孟德爾頌那個夏天走過阿爾卑斯山,寫下天氣荒涼,冷得像冬天,附近山丘已有深雪。

長年被點名的嫌犯在赤道附近。這次噴發最初被歸給菲律賓的 Babuyan Claro 火山。但冰芯的硫分布不支持:格陵蘭的硫沉降約為南極的 6.5 倍,這種不對稱指向北半球的中緯度。

2024 年 12 月底,英國聖安德魯斯大學的 William Hutchison 帶領團隊在 PNAS 線上發表論文(2025 年 1 月正式刊在第 122 卷第 1 期),指認來源是千島群島新知島(Simushir)上的 Zavaritskii 火山口。他們分析了從三支格陵蘭冰芯取出的 45 片火山灰(tephra)的化學組成。拿去對照別人早年採自各座火山的樣本,Zavaritskii 的樣本特別突出。這些玻璃碎片只有人類頭髮直徑的十分之一左右,能從極地冰芯取出並做精細化學分析,是這幾年才有的技術。

數字怎麼來的

論文給的硫量是這樣的:1831 年噴發往平流層注入約 13 Tg 的硫,比 1991 年皮納土波火山(Pinatubo)估計的 7 至 10 Tg 還多。1 Tg 是 100 萬公噸,所以「約 1,300 萬公噸」是這個數字換算過來的。

要注意兩個版本。摘要寫的是約 13 Tg。扣掉最初那一波對流層的硫之後,平流層的硫質量是 12 ± 7 Tg(2σ)。誤差範圍很大,下限和皮納土波差不多,上限遠超過去。

火山灰這邊,論文在多支冰芯裡找到低鉀安山岩至英安岩的玻璃碎片層。地面上,新知島的一層 Zavaritskii 火山灰覆蓋在 1700 年代至 1800 年代初的俄羅斯人造物之上,地層順序與 1831 年噴發相容。放射性碳定年也指向不到 300 年前的近期噴發。

為什麼找了這麼久

因為沒有人在場。Hutchison 說,那裡沒有人住,歷史紀錄只有路過船隻每隔幾年留下的一些日記。19 世紀日本的火山噴發紀錄相當完整,卻沒有 1831 年大噴發的紀錄。

Hutchison 自己也承認驚訝:「我仍然驚訝,這種規模的噴發竟然沒有被記錄。」

正方說法

證據分三條線,各自獨立。

第一條是硫同位素。研究者判定,噴發後沉積在冰裡的硫酸鹽,是紫外線與平流層的火山氣溶膠反應產生的,也就是說硫確實進了平流層。

第二條是火山灰化學。報導形容冰芯火山灰與 Zavaritskii 火山灰的化學指紋相同,論文則稱兩者相關性強,顯示是一次形成火山口的噴發。

第三條是排除競爭者。Ferdinandea(又名 Graham Island,西西里南方海中的火山島)在 1831 年夏天確有噴發。但它的噴發量與熔岩包裹體估算出的岩漿硫排放最多只有 0.3 Tg,要解釋冰芯,得假設岩漿與蒸發岩作用額外釋放超過 10 Tg 的硫。論文認為這需要大量外來的硫,也解釋不了實測的硫同位素組合。

「我仍然驚訝,這種規模的噴發竟然沒有被記錄。」
「我仍然驚訝,這種規模的噴發竟然沒有被記錄。」

反方說法

這篇論文沒有遇到正面反駁,但它自己留了幾個缺口。

最大的一個是「藍太陽」本身。這是最容易被誤讀的地方:論文並沒有說藍太陽是 Zavaritskii 造成的。論文寫道,Ferdinandea 的小規模噴發可能與各種氣溶膠光學現象有關,但冰芯裡的火山灰與硫來自 Zavaritskii。

這個說法有根據。Garrison 等人 2021 年的研究顯示,藍太陽觀測有由歐洲往北美推進的西行軌跡,時間與 Ferdinandea 噴發吻合。他們整理了 31 筆記載藍、紫、綠色太陽的原始文獻。論文也提醒:這些現象僅限於 1831 年 8 月,相對短暫,而大型平流層噴發的影響通常持續數年。

所以更準確的說法是:冰芯、降溫與饑荒這條線指向 Zavaritskii,8 月的變色太陽則可能出自 Ferdinandea 的氣溶膠,兩者是否有關,論文自己說仍不確定。

第二個缺口是硫量。論文用岩石學方法估出 Zavaritskii 噴發的硫為 2 至 6 Tg,並認為這是下限,低於冰芯估計的 12 ± 7 Tg,但在誤差範圍之內。吻合,但沒有精準到令人安心。

第三個缺口是歷史紀錄。Eos 的報導指出,後續合理的工作是深入研究 Zavaritskii 火山灰的地球化學。

我們查到的

查證於 2026-10-31
  • 證實

    2025 年 PNAS 論文(Hutchison 等)以格陵蘭冰芯火山灰與火山玻璃的化學比對,指認 1831 年的「謎團噴發」來自千島群島新知島的 Zavaritskii 火山口,DOI 10.1073/pnas.2416699122。

  • 證實

    論文估計該次噴發往平流層注入約 13 Tg 的硫(摘要數字;扣除對流層成分後為 12 ± 7 Tg,2σ)。「約 1,300 萬公噸」是這個數字換算而來。

  • 證實

    格陵蘭冰芯的硫沉降約為南極的 6.5 倍,指向北半球中緯度來源。

  • 證實

    新知島無人居住,當地歷史紀錄僅有路過船隻的少數日記。

  • 證實

    菲律賓 Babuyan Claro 火山曾是最初的歸因對象。

  • 證實

    (說法需修正)北半球降溫約 1°C。論文內文寫的是 0.5 至 1°C,摘要與新聞稿取上限約 1°C。

  • 未證實

    「太陽變藍是這座火山造成的」。論文把 8 月的藍、綠、紫太陽留給 Ferdinandea 的可能性,並說兩者的關聯仍不確定。

  • 未證實

    「作物歉收、饑荒擴散是這次噴發造成」。論文只說噴發早於印度與日本饑荒,而饑荒起因於天候不佳與歉收。Hutchison 對媒體的說法是「合理」,不是已證明。

  • 被推翻

    (說法過頭)「元凶猜了將近兩百年,一直鎖定菲律賓火山」。Babuyan Claro 是最初的歸因,但後來 Ferdinandea 也成為重要候選,並有 2021 年的專文論證。

  • 證實

    Ferdinandea 的火山學證據不足以解釋冰芯的硫量與同位素。

你怎麼看

一個島上沒人、連紀錄都沒有的火山,竟能讓半個地球的天空變色、作物歉收。你認為這個案子算破了嗎?

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