水漠
休眠的巨獸
在美國懷俄明州西北角,有一個(gè)享譽(yù)世界的黃石國家公園。于1978年被列入世界自然遺產(chǎn)名錄,是世界上第一個(gè)最大的國家公園,被美國人自豪地稱為“地球上最獨(dú)一無二的神奇樂園”。
別看這里風(fēng)景優(yōu)美,每年世界各地慕名而來的游客和美國國內(nèi)到此游覽的游人多達(dá)上千萬人。但大家也許不知道,其實(shí)這個(gè)公園里蟄伏著一頭惡魔——黃石火山。
黃石火山是一個(gè)活火山,是全球十大最活躍火山之一,曾多次噴發(fā)。在我們的有生之年,黃石火山會(huì)不會(huì)爆發(fā)?這個(gè)問題還不能確定,可以確定的是,黃石火山一旦爆發(fā),首先遭殃的是美國,準(zhǔn)確的說是美國的玉米,因?yàn)槊绹饕挠衩桩a(chǎn)區(qū)就在附近。
你是否在偷偷地感到僥幸?幸虧不在中國。
但別高興得太早,美國的玉米產(chǎn)量占全球的3/8,玉米減產(chǎn)將會(huì)帶來全球的糧食危機(jī)。火山灰會(huì)在一天之內(nèi)覆蓋整個(gè)美國本土,并且,據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè),大量火山灰的噴發(fā)會(huì)使全球氣溫下降10℃,并且這種寒冷的氣候?qū)?huì)持續(xù)好幾年。1980年,美國圣海倫火山爆發(fā),造成57人死亡,250座住宅、47座橋梁、24千米鐵路和300千米高速公路被摧毀,而據(jù)預(yù)測(cè),黃石火山爆發(fā)的規(guī)模將會(huì)是圣海倫火山爆發(fā)的2500倍,可以想象,那將是一種毀天滅地的景象。
所以我們要未雨綢繆,提前做好防范工作。但人類想要很好地做好防范工作,首先要弄懂黃石火山噴發(fā)的機(jī)制。
會(huì)跑的火山
但非常詭吊的是,黃石火山是一座會(huì)跑的火山。它噴發(fā)的地點(diǎn)并不是固定的,而是形成了一條從西南到東北的軌跡,掃過了上千千米的距離。
火山為什么會(huì)跑呢?其實(shí)不是火山自己會(huì)跑,跑哪兒噴哪兒,之所以會(huì)形成鏈條狀的軌跡,是有其他的原因。
原來火山是固定的,準(zhǔn)確地說,火山的熱點(diǎn)是固定的,運(yùn)動(dòng)的是板塊。板塊與熱點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使多次噴發(fā)后的火山口連成了鏈狀。在幾千萬年以前,黃石火山所在的板塊向東移動(dòng),并逐漸隱沒于北美洲板塊下,現(xiàn)在很大的一部分已經(jīng)移動(dòng)到美國西部下方。在出現(xiàn)斷層時(shí),這些熱地幔就迫不及待地從中噴涌而出形成火山。所以黃石火山的主要?jiǎng)恿碓催€是板塊運(yùn)動(dòng)。由于人們生活在板塊上,與板塊相對(duì)靜止,是感受不到這種運(yùn)動(dòng)的,所以在我們看來,是火山的熱點(diǎn)在動(dòng)。
其實(shí)這種“火山會(huì)跑”的現(xiàn)象并不是黃石火山的“專利”,美國夏威夷火山的熱點(diǎn)軌跡也相類似。
可怕的惡魔
鑒于黃石火山的熱點(diǎn)軌跡與夏威夷火山的熱點(diǎn)軌跡相類似,所以很長一段時(shí)間,科學(xué)家都認(rèn)為它們的形成原因也是相同的,即巖漿是從地核附近的地幔噴射出來的。
但科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),夏威夷火山巖漿來自地底2900千米深的區(qū)域,這個(gè)區(qū)域處于外核與下層地幔交界處。而黃石火山的來源與夏威夷火山的來源并不相同,它的巖漿則來自上層地幔。
這又有什么區(qū)別呢?原來在地殼中,不同深度硅含量各不相同,越往下硅含量越低。正常情況下,地幔柱先熔化的是地殼最下層,形成巖漿噴出地表,巖漿中的硅含量一般在53%~58%之間。但黃石火山卻不同,它的巖漿中的含硅量可達(dá)到75%。
而硅含量大的巖漿比一般巖漿要粘稠得多,巖漿中的氣體被粘稠的巖漿包圍,很難膨脹。當(dāng)?shù)蒯V饾u熔化地殼,巖漿越來越多,溫度也越來越高,高溫使氣體膨脹,而粘稠的巖漿卻限制氣體膨脹,所以巖漿內(nèi)部氣體壓強(qiáng)極高。這高壓的氣體一旦沖破高粘度的巖漿,就會(huì)形成超級(jí)猛烈的火山爆發(fā),其爆發(fā)規(guī)模是一般巖漿所不能比的,這也是黃石火山的可怕之處。
黃石火山的一旦噴發(fā),其威力要比夏威夷火山劇烈得多,所以我們必須十分小心。目前我們所祈禱的,是希望它繼續(xù)休眠,千萬別爆發(fā),畢竟黃石火山的爆發(fā)指數(shù)是8,是火山爆發(fā)指數(shù)的最高等級(jí),一旦爆發(fā),將引發(fā)全球?yàn)?zāi)難。
小貼士
火山爆發(fā)指數(shù)是1982年美國地質(zhì)調(diào)查局的克里斯·紐豪爾教授和夏威夷大學(xué)馬諾阿分校的斯蒂芬·塞爾夫提出的量表,以噴出物體積、火山云和定性觀測(cè)用來量度火山爆發(fā)的強(qiáng)烈程度。歷史上最大型的火山爆發(fā)強(qiáng)度為8級(jí),而非爆炸性噴發(fā)強(qiáng)度為0級(jí),指數(shù)每增1級(jí)表示火山爆發(fā)威力大10倍。
強(qiáng)子摘自《科學(xué)之謎》2018年第4期