书城童书令人费解的谜团(奇妙的大千世界)
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第10章 海底黑烟囱(2)

火山来自“乌勒坎”一词,在拉丁语中是“火”和“火焰”的意思。在古罗马神话中有一位“火神”,它是分管火与铁匠的神仙(不过,应该在古希腊神话中寻找它的“家谱”——就和罗马万神殿里的诸神一样;在古希腊神话里,火神与赫菲斯特是一个人)。古人相信,火神在地底下有一个打铁坊;他们甚至还能知道它的准确位置在位于意大利海岸附近蒂勒尼安海里的一个不大的岛上。

这个岛上有一座山,山顶上有一个深深的陷坑。每当火神在自己的打铁坊里开始工作的时候,山口里就吐烟喷火!于是,罗马人就把这个岛连同岛上的那座山,通统都叫做“乌勒坎诺”——火神。

后来人们就将凡是吐烟喷火的山都叫做“乌勒坎”——火山了。从这个词又引申出了“火山学”——专门研究有关火山情况的一门新学科。

历史文献上说,早在公元前500年左右,人们就对研究火山发生了兴趣,研究火山的第一位“冠军”,是来自阿格里琴托(意大利西西里岛上的一个城市)的希腊唯物主义哲学家恩培多克勒。

恩培多克勒关于万物皆由四个“根源”(即土、水、空气和火)所组成的学说,在以后好几个世纪里得到了几代哲学家们的不断发展。在古希腊罗马哲学中,恩培多克勒最早阐述了大自然中诸矛盾的辩证思想。他认为,诸元素的结合与分离都是“爱”和“憎”这两种不可调和的力量相互斗争的结果。有人还说,恩培多克勒天才地悟出了动物进化的规律性——达尔文将其总结出了生物进化论的这个无可辩驳的自然选择规律。

为了认清火山的本来面目,这位伟大的古希腊哲学家的晚年,一直是在西西里岛上的埃特纳火山旁度过的。据有关人士推测,恩培多克勒本人就是在公元前430年的埃特纳火山爆发中不幸身亡的。那次火山爆发时所形成的火山口,现在就叫做“哲学家之塔”。

地球上大约有几千座火山——正在活动着的火山,很久以前或不久以前爆发过的火山,沉睡的、说不定是什么时候就会爆发的死火山。其中的某些火山已经变得面目全非了,只有科学家们根据种种迹象才能判断出它们曾经是火山。

太平洋诸岛和沿岸地区的火山特别多。科学家们开玩笑地把它们统称为“火项链”。这个“火项链”包括了堪察加、千岛群岛、日本、菲律宾、印度尼西亚、新西兰和美洲西海岸等地区的所有火山;最后,这条“项链”在阿拉斯加和阿留申群岛一带合拢在一起了。

火山的活动期和“沉睡”期是交替进行着的;有时,它竟要“沉睡”数百年之久呢!然后,说不上哪一天又会突然“醒”过来。公元79年,维苏威火山就是如此;1952年,千岛群岛中的一个岛上的克列尼增火山也是如此——人们都以为它是一座死火山呢,却突然爆发起来。

地质学家们知道,有些地方看起来根本不是火山,但实际上却不然,有时看来只是个小山丘,但昔日在这里的确曾有过惊天动地的火山爆发。

在上述地区,人们通常能发现一些丰富的金属矿床——凝固在地球表层不很深处的岩浆矿脉。因此,古火山地质学家对古老火山的研究是特别仔细的,并且竭力搞清它们在矿区形成中所起的作用。

用通俗的科学理论来说的话,对火山活动可以做出以下解释。

地球内部的温度非常之高,压力非常之大。据估计,地心的温度可高达4000~5000℃。地心的压力就更加难以想象。据推测,在如此高压下,即使温度再高,组成地核的物质仍然是处于固体状态的;只有地核的“外部”才呈现出液体状态。在接近地面的那些地方——在地壳内或科学家们称作地幔的地层内,温度要低一些,压力也大大减小;于是,在这里就可以产生形成火山源的条件。岩浆就是在这里形成的——由组成地幔和地壳的那些物质熔化后而形成的。因为地壳的成分中有80%都是硅酸盐,所以岩浆主要是由熔化了的硅酸盐所形成的。

地球外壳是从来没有停止运动的,大陆板块在缓慢地移动,不停地上升或下降,由此而形成了一条条深深的裂缝和通道;而这些裂缝与通道中灌满了岩浆。岩浆在其中被周围物质挤压着,只得沿着空隙奔流不止,最后就以岩脉的形式凝结了;岩浆在上层障碍比较薄弱的地方冲出地面来,于是便形成了火山爆发。

岩浆里含有大量气体,当它到达地壳表层时,这些气体就首先喷出地面。正因为如此,每当火山开始爆发时,火山口上空总是首先升起烟柱——它是水蒸气、热气和火山灰的混合物。

和“烟柱”同时冲出地面的是一些火山灰和石块之类的杂物。火山内部的压力是如此之大,以致能使其中的石块像炮弹似的弹上8~9千米的高空。然后才喷出岩浆,炽热的、耀眼的和沸腾着的岩浆溢出火山口,一条条火河冲下山坡来,烧毁了它前进道路上所遇到的一切东西。

火山喷发流出的岩浆

人们将溢出地面的、排泄了其中大部分气体的岩浆称作熔岩。

考察结果证明,火山源常常是在50~100千米深的地壳中形成的;但是,也不排除下列情况:火山源“吞食”着从更深处——地幔与地壳分界处上升起来的物质,而这些地方大约要深达3000千米!

由此可见,火山爆发的基本“起动机制”与岩浆中的气体积累情况有关,当岩浆中的气体压力高于压迫它的地层压力时,一场可怕的火山爆发就在所难免了!

英国科学家认为,人类有可能在一次超强度的火山喷发中毁灭。大不列颠公共大学的斯蒂芬·塞尔夫在一次答杂志记者问时称,目前还没有任何办法可以阻止这种灾难。当前科学家们正在忙着制定种种抵抗“外部威胁”的战略,比如说如何阻止小行星同地球相撞,却很少去考虑主要危险有可能来自地球内部。

地球物理学家们断言,有些火山的喷发强度要比过去的大好几百倍,而且地球在出现文明前不久曾经历过如此大规模的灾难。

美国地质学家早些时候曾在黄石国家公园发现了不太深的火山灰死层,认为其形成的原因是发生在62万年前的一次超级火山喷发,结果是至今这里还可以见到一些漏斗形的大坑,它们都是那些毁灭性火山喷发后形成的火山口。

在写给英国政府自然灾害工作小组的报告中,对这种超级火山喷发所造成后果曾有过详细的描述:很大一片地域会被熔岩覆盖,而且撒向大气层的尘土和灰烬将会使不少阳光到达不了地球表面,这无疑会使全球性的气候发生变化。

据纽约大学的迈克尔·拉姆皮诺称,发生于74万年前的苏门答腊火山的超强度喷发曾导致全球变冷和北半球3/4的植物毁于一旦。

中国最早记录的活火山是山西大同聚乐堡的昊天寺,它在北魏(公元5世纪)时还在喷发(据《山海经据》记载);东北的五大连池火山在1719年至1721年,还猛烈喷发过,其情景是“烟火冲天,其声如雷,昼夜不绝,声闻五六十里,其飞出者皆黑石硫磺之类,经年不断,热气逼人30余里”(据《宁古塔记略》);1916年和1927年,台湾东部海区的海底火山先后爆发过两次,呈现出“一半是海水,一半是火焰”,蔚为壮观;汤加海底火山爆发1951年5月,新疆于田以南昆仑山中部有一座火山爆发,当时浓烟滚滚,火光冲天,岩块飞腾,轰鸣如雷,整整持续了好几个昼夜,堆起了一座145米高的锥状体;至于台湾北部海拔1130米的活火山——七星山,迄今还在喷发着大量硫磺热气体。

2008年5月2日,柴滕火山突然活动加剧,喷发出大量气体和火山石,与此同时开始喷射岩浆。火山爆发还引发了地震,周围的居民被紧急疏散。科学家通过研究揭开了柴藤火山爆发如此迅猛的原因。

智利柴滕火山爆发

柴滕火山邻近柴滕市,位于智利首都圣地亚哥以南约1200千米。柴腾火山喷发如此突然,主要是因为它属于流纹熔岩火山。这种火山的岩浆富含二氧化硅、处于不断的流动之中,经过一段时间的能量积累后,很容易在瞬间爆发。当时,火山附近的柴滕、富塔莱乌富及帕莱纳等区市的8000多居民在智利军警的帮助下成功撤离。但是,科学家警告说,生活在其他地区流纹熔岩火山附近的人可能未必就这么幸运了。瞬间发生的火山喷发使人们没有逃生的时间,很快会将他们的家园吞噬。

根据英国《自然》杂志发表的研究报告,柴腾火山的岩浆以每秒钟3米(约09米)的速度向上喷涌,在大约4小时内从深度超过5千米的地下喷发到火山口表面。柴腾火山的巨大破坏力和爆发突然性及其罕见程度,使它成为第一个能够利用科学手段进行评估测度的流纹熔岩火山。然而,还有很多巨大的流纹熔岩火山区分布在美国的怀俄明州、加利福尼亚州和墨西哥州以及日本诸岛和新西兰的陶波火山带等地。科学家认为,尽管流纹熔岩火山喷发并不常见,研究结果对于增强对潜在活火山喷发的监控仍然具有重要的预警作用。

最新科学发现表明,火山喷发产生的气体可能是过去545亿年间大量物种——包括恐龙——灭绝的原因。

现在印度境内的德干岩群是一系列火山喷发活动后的产物。6500万年前的火山喷发使空气中充满硫磺,并对地球的气候造成了极具破坏性的影响。

大型的火山喷发还形成了“洪流玄武岩”,并且是造成史上周期性大量物种灭绝的两个主要原因之一。

另外一个原因是小行星活动的影响,这被认为是6500万年前恐龙灭绝的最重要原因。

从前,研究人员对火山的杀伤力一直心存怀疑,因为他们不知道火山喷发究竟能释放多少有毒气体。但是在对德干岩石的研究中,一支英国考察队发现了至关重要的线索,揭开了原始火山气体成分的神秘面纱。

他们在《科学》杂志上撰文总结道,火山喷发释放的含有大量硫磺和氯气的气体,很可能对环境产生“严重”影响,“在大片洪流玄武岩形成的同时,许多物种神秘地消失了”。