冰芯剖面里有一层发灰的薄冰，电导率曲线在这里跳出一个尖峰，旁边还夹着几粒火山玻璃。有人把它当成一次普通的降尘。这层冰记录的其实是一次远在几千公里外的喷发，硫被送进平流层，变成硫酸液滴，再随雪落下。
火山把硫送进平流层，硫酸盐气溶胶把阳光挡回去
喷发时硫主要以二氧化硫的形式放出，进入平流层后几天内被氧化成硫酸，吸水成极小的液滴。这些液滴停留一到三年，把一部分太阳光反射回太空，地面因此降温，降温幅度可以到 0.5 摄氏度。液滴小到几微米，能在大气里悬很久，不轻易被雨冲掉。
一九九一年皮纳图博喷出约 2000 万吨二氧化硫，随后两年全球平均气温下降约 0.5 摄氏度。同一次喷发的硫酸盐层在全球冰芯里都能找到，是二十世纪最清楚的一次火山气候信号。那两年的日落格外红，也是这层气溶胶的光学效应。
全球火山硫每年一千万吨，集中在高处才有效
全球火山每年排出的硫在 1000 万吨上下，人类活动排放约 3000 万吨，后者是前者的三倍。但火山的硫有一部分直接进入平流层，停留时间长、影响范围广；人类的硫多在对流层低处，几小时到几天就被雨水冲掉。一年一千万吨摊到整个地球表面，每平方米只有几十毫克。
所以两者的气候效果不能按排放量直接比。判断一次喷发有没有气候影响，要看硫进了多高、进了多少，而不是看火山灰喷得多高。灰是硅酸盐颗粒，重，几天就落回地面，硫的气体才是关键。
海洋里的硫走另一条路，硫酸盐被还原成黄铁矿埋掉
海水硫酸盐浓度约 28 毫摩尔每升，是海洋里第二大溶解阴离子。硫酸盐还原菌在缺氧沉积物里把它还原成硫化物，硫化物与铁结合成黄铁矿，随沉积物埋下去，这是硫离开循环的主出口。这一步由微生物完成，不需要氧，反而怕氧。
黄铁矿一旦暴露在含氧环境里，氧化生成硫酸，把硫送回水体，同时消耗氧。矿山酸性排水就是这条路走快了的结果。酸性排水的 pH 可以低到 3 以下，鱼虾绝迹。硫在海洋里的停留时间以百万年计，比碳慢得多，因为它的储库极大而通量很小。
冰芯的硫酸盐层能定年，但要先扣掉海盐
冰芯里的硫酸盐有两个来源：海盐飞沫与陆源、火山的人为的硫酸盐。海盐带来的那部分可以用钠离子按海水比例扣掉，剩下的叫非海盐硫酸盐，火山信号的尖峰就出现在这一项上。钠与硫酸盐的比例并非处处等于海水，风大的站点偏差更大。
融水会带走部分硫酸盐，使峰值变钝甚至位移。要确认层位，还得找同一层的火山玻璃与灰层，把硫酸盐峰、玻璃成分与已知喷发对起来。三条都对上，年代才站得住。冰层越薄，淋滤越彻底，峰形越难恢复。
关键数据
硫的两个通道与几条判据，可以压成下面几条。
- 全球火山硫排放每年约 1000 万吨。
- 人类活动硫排放每年约 3000 万吨。
- 皮纳图博喷出二氧化硫约 2000 万吨。
- 平流层硫酸盐气溶胶停留 1 到 3 年。
- 强喷发可使全球均温下降约 0.5 摄氏度。
- 海水硫酸盐浓度约 28 毫摩尔每升。
- 硫在海洋中的停留时间以百万年计。
火山硫与人为硫的同位素范围重叠，来源就分不开
硫同位素常被用来分来源，可火成硫的比值在零附近，人为排放的硫也多在零附近，两者落在同一段区间。除非有极端的生物分馏参与，单靠一个比值判断不出这层硫酸盐是谁放的。两个来源的比值只差千分之几，仪器误差就能盖过去。
本文判断：冰芯里定来源要靠伴生指标，比如与硫酸盐同层的砷、硒或玻璃成分，而不是只靠硫同位素。把重叠区间里的一个数当成指纹，是这类研究最容易出错的地方。多指标互相印证，比任何单一比值都稳。
参考文献
- Robock A. Volcanic eruptions and climate. Reviews of Geophysics, 2000.
- Bottrell S H, Newton R J. Reconstruction of changes in global sulfur cycling from marine sulfate isotopes. Earth-Science Reviews, 2006.
- Charlson R J, Lovelock J E, Andreae M O, et al. Oceanic phytoplankton, atmospheric sulphur, cloud albedo and climate. Nature, 1987.