大概一億四千萬年前,香港東南部曾出現巨大火山爆發。
大量帶酸性的溶巖,伴隨著熾熱的火山灰,從地底噴出地面,遮天蔽日,覆蓋在香港1000多平方公裡陸地面積上,堆積厚度超過1.3公裡。
當大面積的火山溶巖慢慢冷卻,並經千萬年的風吹雨打、海侵浪蝕,最終形成了香港果洲群島、糧船灣和西貢一帶的奇特地質面貌,如傾斜的六角柱、彎曲的石牆等等,令香港得以躋身世界級地質公園城市行列,六角形石柱也因之被選為香港國家地質公園的圖案標誌,糧船灣景區更是被遊人評選為「香港十景」之首。
火山發現者、香港土木工程拓展署地質師鄧麗君告訴記者,整個華南東部及香港在一億多年前屬於火山帶。土木工程拓展署在糧船灣進行了多年的地質調查,在2012年確認糧船灣伸延至果洲群島處曾經有一座超級火山,於是將其命名為「糧船灣超級火山」。
果洲島六角柱之謎
深秋,記者來到香港西貢碼頭。
沿碼頭長長的堤壩上,一個個遊艇攤檔前,都張貼著「億萬年火山」或「果洲六角柱」等照片,並以此作招徠。「生記船河」的老闆告訴記者,平時專程到果洲島看六角柱的遊客並不多,因為比較遠。要去,只能租快艇,來回數小時最便宜1800港元。
記者與朋友合租一快艇起航,約40分鐘後,遠遠便看見北果洲上著名、奇特的六角柱狀火山巖。
火山巖在這裡呈現一排排豎立著的巨大六角形石柱,長短不一、從1至數米間起伏,每根大柱彷佛經鬼斧神工雕琢,渾然天成,宏偉壯觀。島東面一個叫圓石排的小島,更叫人看得嘖嘖稱奇,無數石柱環繞島的中心一級一級向上排列,形成一座天然的迴旋石梯,蔚為奇觀。
北果洲是果洲群島主島之一,也是唯一建有碼頭,供人上下的島嶼。因其形狀有如花瓶,故古稱「銀瓶果」和「銀瓶洲」。
記者從小碼頭登上這個無人荒島,沿石路拾級而上,在銀瓶頭山麓,是一座名為200號的白色燈塔,此燈塔照耀西貢東沿海,故有「東海名珠」之稱。繼續前行,便是銀瓶頸,站在巖石上,看著海水湧進狹長的巨隙,瞬間化作萬道銀光,令人膽顫心驚;而呈現在眼前的,還有被世人驚嘆地冠於各種怪誕名字的石頭與景象:大炮石、月球石、魔鬼崖、棺材石、大白鯊、石頭開花等等。從這些名字,不難想像那些巖石地貌之奇異或恐怖。據悉,由於海岸巖石久經風化侵蝕,曾有旅人踏入六角玄武巖,巖石鬆脫,連人帶石墜谷身亡。
北果洲山多平地少,島岸四周儘是懸崖。狹長的小島從北往南,僅1公裡,不用半小時就可遊完,但這些奇特的六角形巖柱,是否真是「億萬年前」火山爆發留下的?
火山爆發就像大鍋煮粥
在香港土木工程拓展署大樓,火山發現者、土木工程拓展署地質師鄧麗君小姐告訴記者很多有關那場火山,以及六角形巖柱形成等一些鮮為人知的事。
鄧麗君首先用一個注滿熱粥的大鍋作比喻,給記者講解了火山形成的經過。
鄧麗君說,大鍋就像破火山口式的火山系統,大鍋的蓋子類似於地殼覆蓋,鍋底下的火猶如地球深處的熱源,鍋裡的粥相當於巖漿,熱粥中氣泡好比是巖漿氣泡。
熱源主要由地球板塊運動所產生,並且在持續加熱。當粥沸騰時,熱粥中的氣泡(即巖漿氣泡)就開始向蓋子(地殼)口外冒,蓋子開始出現裂縫,鍋裡噴出物質(即火山灰),已破碎的蓋子失去了支持,沉落大鍋裡,而噴溢出來的物質回落到崩塌的蓋子之上。
火山灰在塌陷的破火山口內慢慢冷卻和凝固,最終形成傾斜的巖柱,即現在西貢看到的景觀;而大鍋中剩餘的粥(即巖漿)也開始降溫,慢慢地形成了花崗巖,主要分布在港島北部和九龍。
六角形最能釋放拉伸力
糧船灣一帶奇特巖石的形成,長期以來一直有爭論。鄧麗君告訴記者,他們也是在今年才最終確認這裡曾出現超級火山爆發,並於8月30日正式對外公布這一發現。
鄧麗君說,這項發現其實是詳細地質調查工作的「副產品」,大概在2008至2009年間,她和同事對香港的地質進行調查工作,包括巖石放射性測齡、巖石化學分析等工作,居然發現香港東部的巖石和九龍東的花崗巖,屬於同一個時代、同一源頭,於是推斷香港在1億多年前曾經出現超級火山爆發,她估計這座超級火山的上部分為火山巖,由糧船灣伸展至果洲群島,覆蓋西貢東部的大片地方,即是位於香港世界地質公園的西貢園區內,這些巖石曾經是熾熱的火山灰,填充在巨型的火山盆地(稱為糧船灣破火山口);火山的較深層部分從淺至深由西貢向九龍與香港島延伸,並呈現一個錯綜複雜的巖漿噴發和侵入通道。
鄧麗君說,在香港島北部和九龍出現的花崗巖,應該是火山系統下面殘餘的巖漿結晶而成,而糧船灣景區的六角形巖柱,則是火山口噴出的火山灰冷卻後形成的。
那麼,記者在果洲島等地看到的巨大六角形石柱,形狀為什麼會如此獨特?鄧麗君告訴記者,巖柱的形成,需要具備質地均勻的火山灰、厚厚的火山灰層、局限在破火山口盤地內、冷卻速度緩慢等條件。當火山灰厚層在破火山口盆地慢慢冷卻和收縮時,引起的拉伸力使火山灰層裂開,裂縫從較冷的表面向火山灰內部較熱的中心拓展,而六角形的形態是釋放這種拉伸力最有效的安排,因而就在破火山口盆地內形成了這種六角形巖柱的獨特景觀。
據介紹,在糧船灣、果洲群島和許多糧船灣海周圍的島嶼,六角柱狀火山巖隨處可見,這些巖柱的直徑約有1至2米,而高度甚至可達30米。大多數六角石柱皆略有傾斜,但仔細觀察會發現,石柱某些地點形成一種淺S形的曲線。這是由於在漫長的冷卻過程中,火山盤地局部塌陷,火山灰在沉積時緩慢地蠕動,導致石柱塑性的變形。
或有助揭開恐龍滅絕之謎
鄧麗君說,糧船灣超級火山的山體向東傾斜約30度,原本的直徑約18公裡,經過地質年代的洗禮,大部分火山巖已被風化和侵蝕,只剩下殘餘部分。糧船灣破火山口爆發噴出的火山灰估計超過1.3萬億立方米,相當於在香港1000多平方公裡陸地面積上覆蓋1.3公裡厚的火山灰。
鄧麗君說,這次研究,是在中國華南東部首次發現古代超級火山,華南東部沿岸地區,可能還有眾多相類似但尚未被發現的超級火山。它們在一億八千萬至八千萬年前曾一度活躍,而香港糧船灣破火山口只是其中之一。按照地質學年代來說,超級火山只會偶然爆發。這種規模的火山爆發自人類有記錄的歷史以來從未發生過。超級火山噴發後形成破火山口,破火山口的形成是當火山爆發時,數以百立方千米的高矽質巖漿自地殼淺層的巖漿庫湧出,與此同時造成以公裡計的地殼下陷,而普通火山口多為火山尖口向外拱出。在香港發現古代超級火山,可能推動對同類地貌的探索。
鄧麗君說,這座超級火山最後一次爆發,是在一億四千萬年前,自那時起已成為死火山。而糧船灣超級火山爆發時,橫跨侏羅紀和白堊紀兩個地質時期的邊界。他們推測,大量超級火山在中國華南東部沿岸地區大規模噴發,影響了全球的環境,並可能引致海洋四足生物和陸上恐龍,在侏羅紀末期大規模滅絕,但超級火山是否是恐龍滅絕的真正原因,還需要時間考證。
2011年底,他們將有關的科研檔案發往美國地球物理聯盟編制的《Geochemistry, Geophysics, Geosystems》,「當我們得知該刊物接受刊登有關論文時,特別開心,說明我們的學術成果得到了肯定。」鄧麗君對記者說,論文最後在2012年1月正式刊發。(劉秋偉)