駱昌芹

太平洋的火山島

1778年，美國一支商船隊(duì)在北太平洋中部發(fā)現(xiàn)了一系列海島，這就是夏威夷群島?，F(xiàn)在它是美國的第50個(gè)州。

夏威夷群島是由許多大大小小的島嶼與海丘組成的。說來有趣，這些島嶼和海丘竟然都是由火山形成的?？墒乾F(xiàn)在，整個(gè)群島中只有東南端的夏威夷島上還有5座現(xiàn)代火山，其中正在活動(dòng)的是冒納羅亞和基拉韋厄兩座，其余的則長眠不醒了。

在別的地方，每當(dāng)火山爆發(fā)，人們?yōu)榱税踩家s緊逃避。但在夏威夷島上，火山爆發(fā)時(shí)，人們卻喜歡前來觀光。島上建有許多國家火山公園，專供游客觀賞火山噴發(fā)時(shí)的壯麗景象。美國航天員還把這兒當(dāng)作學(xué)習(xí)火山地質(zhì)學(xué)的好地方。

對(duì)于地質(zhì)學(xué)家來說，夏威夷充滿了神秘的色彩。早在20世紀(jì)80年代初，美國火山學(xué)者就在火山口旁建立觀測站，取得了豐富的資料，對(duì)我們認(rèn)識(shí)地球內(nèi)部的奧秘很有價(jià)值。

夏威夷島上的火山不像常見的火山那樣呈高大的錐狀，而是呈扁平的盾狀，山頂上就是火山口?；鹕絿姲l(fā)時(shí)，火山口內(nèi)常出現(xiàn)熔巖湖?；f厄火山口中有一個(gè)熔巖湖，名叫哈里摩摩（意為“永恒的火焰之家”），面積為10萬平方米，湖中巖漿有10多米深，傳說中的火山女神蓓莉夫人就住在這個(gè)熔巖湖中。

火山噴發(fā)時(shí)，巖漿猶如鋼水沸騰，湖面時(shí)升時(shí)降，如同氣壓計(jì)的水銀柱。巖漿還常常突然飛濺而起，形成高達(dá)數(shù)米以至幾十米、上百米的熔巖噴泉，直上重霄；溢出火山口的巖漿順坡奔瀉而下，跟河流一樣，遇到陡坎時(shí)形成壯觀的熔巖瀑布，奔騰直瀉。這一幕幕火山噴發(fā)的勝景，令人感到綺麗迷幻、氣象萬千，人們仿佛置身于神話世界……

與眾不同的地質(zhì)現(xiàn)象

夏威夷群島的火山不僅是現(xiàn)代火山名勝，而且是使人頗為費(fèi)解的自然之謎。

據(jù)研究，絕大多數(shù)現(xiàn)代火山不是分布在地殼板塊匯聚的邊界上，就是分布在板塊分離的邊界上?？墒窍耐幕鹕缴罹犹窖蟀鍓K的內(nèi)部，而且活動(dòng)十分頻繁，火山噴出的巖漿數(shù)量也大得驚人。這個(gè)現(xiàn)象使地質(zhì)學(xué)家感到很奇怪。

更玄妙的是，夏威夷群島的大小島嶼差不多排列成一條直線，而且火山的年紀(jì)從東南往西北竟然是一個(gè)比一個(gè)老，東南端的夏威夷島是僅有70多萬歲的現(xiàn)代火山，而西北頭的火山島嶼已有4 000多萬歲的高齡了。這種現(xiàn)象說明了什么呢？難道真的像傳說的那樣，是火山女神蓓莉夫人手擎巖漿，從西北向東南轉(zhuǎn)悠，依次點(diǎn)燃了這些火山的嗎？

夏威夷群島這一有趣的地質(zhì)現(xiàn)象，引起了地質(zhì)學(xué)家們的沉思和爭論。他們紛紛提出假說，試圖揭開這一自然之謎。

“熱點(diǎn)”假說

加拿大著名的板塊構(gòu)造學(xué)家威爾遜等人，提出了一個(gè)有趣的“熱點(diǎn)”假說。

他們認(rèn)為，在地幔的內(nèi)部有一些溫度很高的圓柱狀區(qū)域，熾熱的地幔物質(zhì)從這兒上升，將覆蓋在上面的巖石外殼“燒”穿，結(jié)果巖漿噴出地面，形成了火山，這個(gè)地方就是地球上的“熱點(diǎn)”。

威爾遜等指出，“熱點(diǎn)”基本上是固定在地幔之中，相對(duì)于迅速漂移的板塊，它基本上是不動(dòng)的（當(dāng)然不是絕對(duì)的不動(dòng)）。當(dāng)板塊慢慢通過“熱點(diǎn)”時(shí)，“熱點(diǎn)”就會(huì)在板塊上留下一連串的“傷疤”—火山。先形成的火山隨板塊的移動(dòng)離開了“熱點(diǎn)”，而在“熱點(diǎn)”處開始形成新的火山，久而久之，就會(huì)產(chǎn)生一連串年紀(jì)由大到小的火山島鏈。夏威夷群島正是由現(xiàn)在這個(gè)“熱點(diǎn)”的熔巖逐漸堆積，太平洋板塊逐漸向西北方向移動(dòng)所形成的。據(jù)研究，現(xiàn)在位于夏威夷群島西北頭的中途島，在2 000萬年前，它的位置就在現(xiàn)在夏威夷島這個(gè)地方。

科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)有趣的現(xiàn)象：位于夏威夷群島西北方向的天皇海嶺（一系列自北向西方向排列的海底死火山），也是由夏威夷這個(gè)“熱點(diǎn)”形成的。但這一海底火山鏈的走向，與夏威夷群島的走向有一個(gè)明顯的轉(zhuǎn)折。這一現(xiàn)象說明，當(dāng)年（距今4 000萬年左右）太平洋板塊的運(yùn)動(dòng)方向曾經(jīng)發(fā)生過變更。

為了驗(yàn)證“熱點(diǎn)”假說，1977年7月，美國、法國、聯(lián)邦德國、蘇聯(lián)和日本的科學(xué)家乘“格羅瑪·挑戰(zhàn)者”號(hào)科學(xué)考察船，對(duì)北太平洋的天皇海嶺進(jìn)行了深海鉆探，發(fā)現(xiàn)這些海底火山的熔巖與夏威夷群島的熔巖一樣。同時(shí)，火山島的古位置和年齡的老少變化，也與所設(shè)想的一致。大量研究結(jié)果都支持夏威夷群島和天皇海嶺是由同一個(gè)“熱點(diǎn)”形成的理論。

這些科學(xué)家認(rèn)為，“熱點(diǎn)”不僅夏威夷有，別的地方也存在，地球上大約有20個(gè)“熱點(diǎn)”。

夏威夷群島的地質(zhì)現(xiàn)象用“熱點(diǎn)”理論來解釋，看來是比較有說服力的，因此贊同者不少。但是也有許多人持反對(duì)態(tài)度。

另外，不論贊同的還是反對(duì)的，大家都無法解釋：地幔中這些圓柱狀的高熱區(qū)是怎樣形成的？它對(duì)板塊的運(yùn)動(dòng)有什么影響？

對(duì)這些問題，科學(xué)家正在深入研究中，夏威夷群島以及“熱點(diǎn)”之謎終將被揭曉。endprint