美國黃石火山最近出現的「異動」,被一些西方媒體解讀為是這座超級火山即將爆發的前兆。而科學家指出,黃石火山近期不會爆發,即使爆發,無論是從史前證據還是從現有技術手段來看,人類都能挺過這種危機。
黃石破火山口位於美國懷俄明州的黃石國家公園內,有時也被稱為「黃石超級火山」。這個破火山口的主要地貌佔地面積約為55千米×72千米。黃石湖是該公園內最大的水體,海拔2376米,面積352平方千米,平均深度42米,最深處至少118米。
從2008年12月26日到2009年1月6日,黃石湖下面發生了好幾百次小地震,但並未超過監測到的歷史最大值。這幅衛星圖像中顯示了黃石湖的地形和這些地震的發生位置,其中圓點的大小(越大則震級越高)和顏色(越暗則時間越早)標示出震級和日期。這些地震的震級在0~3.9級之間(3.5級以下的地震一般人感覺不到)。
黃石地區地質複雜,地震原因有多種,例如地面沿著斷層移動。假如巖漿從地面下超過7千米深度上湧,也會造成地震。此外,地熱活動同樣會引起地震。
黃石火山鼓起來了
2011年1月底,科學家報告說,黃石火山剛剛又進行了一次「深呼吸」,導致數千千米長的地面明顯上湧。此消息被一些西方媒體解讀為這座超級火山即將爆發,引起了公眾的關注。
位於美國黃石國家公園裡的黃石火山曾出現過多次超級爆發,在過去210萬年中就有過三次,每次的爆發力度都比美國聖海倫斯火山1980年的大爆發強1000倍。黃石火山的上一次超級爆發是在大約64萬年前,形成了佔據懷俄明州廣大區域的破火山口。從那以後,又發生了大約30次較小規模的噴發,其中一次是在7萬年前。這些噴發導致火山口充滿熔巖和火山灰,從而產生了今天所見的平坦地貌。
科學家注意到,從2004年開始,黃石火山地面每年上升多達7釐米;但2007至2010年間,上升速度又降至每年1釐米以下。總的來看,自開始臌脹以來,火山地面某些部位已經上湧了多達25釐米。科學家相信,導致地面上湧的「推手」是位於火山地面下7至10千米的巖漿庫。
根據現有理論,黃石火山的巖漿庫是由地幔中的熾熱巖石上湧「餵養」的。因此,當流入巖漿庫的巖漿數量增多時,巖漿庫像肺一樣擴張,上面的地表就膨脹起來;當巖漿數量增加的速度減緩後,巖漿向水平方向移動,並逐漸凝固和冷卻,地面變化就漸漸平靜下來。由此可見,地面變形在一定程度上揭示了火山噴發之前巖漿朝著地面上湧的情況。以聖海倫斯火山為例,在它1980年爆發之前幾個月,附近地面就出現了劇烈的膨脹。地面上湧為了解黃石火山的巖漿庫活動提供了有價值的線索,有助於科學家預測黃石火山下一次「打嗝」的具體時間。科學家指出,黃石火山的巖漿庫深度在10千米左右並不令人擔憂,但如果只有兩三千米,情況就很嚴重了。
根據地質證據判斷,在過去15000年中,黃石火山一直經歷著膨脹、消腫的循環過程。那黃石火山下一次爆發會在什麼時間呢?這很難預測,部分原因是科學家對黃石火山下面的地質活動的細節仍不清楚。此外,對黃石火山活動的持續觀測是從20世紀70年代才開始的,從地質時間來說,這不過是眨眼功夫,要靠如此短期的監測作出結論非常困難。科學家現在能夠確定的是,巖漿庫已經在這座超級火山地面之下較淺深度(地殼)形成,否則也就不會有那麼多的地熱活動。事實上,正是這些地熱活動造就了黃石公園內吸引遊客目光的眾多的地熱景觀。
科學家認為,大型熱液系統在黃石火山地面鼓脹中也起了作用。熱液系統可能自我封閉,然後隨著內部壓力不斷累積而鼓脹,直至湧出地面,之後,熱液系統因某種原因開裂、減壓,地面隨之下降。至於其中的細節,科學家至今不甚了了。
除了地面起伏,黃石火山還被觀測到每年發生近3000次小地震,例如從2008年12月26日到2009年1月8日期間,黃石湖周圍地區就發生了大約900次小地震。這或許也能為了解地面上湧和巖漿庫之間的關係提供線索——「地震群」以允許熱液逃逸的方式幫助釋放巖漿庫的壓力,從而減緩了地面上湧速度。
科學家預測,黃石火山一旦發生超級噴發,全球氣溫將下降至少1℃,整個北美大陸將被覆蓋在數釐米厚的火山灰之下,海洋將嚴重酸化,全球植物包括農作物生長在好幾年中將受到嚴重阻礙,饑荒在一些地方將不可避免。
目前科學家正運用全球定位系統(GPS)和幹涉合成孔徑雷達等手段,嚴密監測黃石破火山口的地面變形情況。在這次「深呼吸」之後不久,黃石火山又歸於平靜。科學家根據種種跡象指出,黃石火山近期不會發生超級爆發。
超級火山
目前地球上最受關注的6座超級火山分別是:美國的黃石火山、長谷火山和瓦勒斯火山;印度尼西亞北蘇門答臘的多巴火山;紐西蘭北島的陶波火山;日本的愛來火山。超級火山爆發常常會對氣候造成長期性改變,例如引發一次小冰期,足以造成一些物種的滅絕。
大稜鏡溫泉
圖為美國黃石國家公園內的大稜鏡溫泉鳥瞰照。大稜鏡溫泉是美國最大的溫泉,也是世界第三大溫泉,前兩名均在紐西蘭。這座溫泉的繽紛色彩源自於生長在富含礦物質的泉水邊緣附近生物墊中的色素類桿菌。這些細菌製造出從綠到紅的顏色,生物墊的顏色取決於葉綠素和類胡蘿蔔素的比例以及水溫。夏季主要顯現橘色和紅色,冬季則通常為暗綠色。由於溫度很高,溫泉中心是無菌的。
大稜鏡溫泉中央的水的顏色為深藍色,這也是所有大型水體本身的顏色,源自於水對於可見光中紅色波長的選擇性吸收。不過,這一效應在大稜鏡溫泉中顯得特別強烈,這是因為這座溫泉中心水的高純度和深度。大稜鏡溫泉的面積約為80米×90米,深度為50米。它每分鐘排出70℃的水2100升。
蜂窩噴泉
這是美國黃石國家公園裡的「蜂窩噴泉」,它每次噴發大約5分鐘,高度約為61米。在整個噴發過程中它都維持同樣的高度,只是在噴發快要結束時高度才略微降低。一股咆哮的蒸氣標誌著噴髮結束,400米外都能聽見咆哮聲。這座溫泉在夏季的噴發間隔為8小時到一天,冬季則很不穩定。不過,無論是夏季還是冬季,都可能出現一連串比較有規律的噴發,每次間隔時間10~20小時,越往後則越長。
距離蜂窩噴泉僅3米處是另一座較小的噴泉——「蜂窩指示器」,它常被用來預測蜂窩噴泉是否即將噴發。「蜂窩指示器」常常在蜂窩噴泉爆發之前幾秒到30分鐘(平均為15~20分鐘)噴發,高度為4.6~7.6米。蜂窩噴泉開始噴發後,「蜂窩指示器」會繼續表演一會兒,然後停止。20世紀90年代有3年時間,蜂窩噴泉一直按兵不動。在此期間,「蜂窩指示器」每次「單獨表演」的時間更長,而蜂窩噴泉只是「旁觀」。
人類挺過超級火山
超級火山爆發會不會像一些人所擔憂的那樣,造成「地球末日」災難?科學家對另一座超級火山——多巴火山的最新研究成果也許可以幫助回答這個問題。
多巴火山是位於印度尼西亞蘇門答臘島上的一座超級火山。這座名副其實的超級火山在歷史上曾經發生過多次噴發,尤以74000年前的一次爆發最為猛烈。當時,它釋放出2500立方千米的巖漿,差不多是珠穆朗瑪峰體積的兩倍,爆發威力比1980年聖海倫斯火山噴發力度大5000倍以上,成為地球上過去200萬年中最大的一次火山爆發。
科學家認為那場巨災對人類進化史來說意義非凡,因為它發生在一個非常關鍵的時期。當時,尼安德特人和其他早期人種正徜徉在亞洲和非洲的大部分地區,而現代人的直接祖先——智人首度離開非洲,踏上徵服世界的旅程。那麼,多巴火山的那次超級爆發對早期人類影響如何呢?這個問題長久以來懸而未解,直到最近,來自印度的研究成果有望最終澄清事實真相。