书城童书学生最想知道的未解之谜:大自然的困惑
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第15章 火山爆发(2)

全世界已经有一支阵容庞大的火山考察队伍,俄罗斯设有这方面的专业性机构,这个专业性机构是完完全全从事火山研究工作的。它就是俄罗斯科学院火山学研究所,设在火山活动频繁的堪察加地区。

几年前,俄罗斯曾翻译出版了闻名于世的比利时火山学家加龙·塔齐耶夫盼《爆发中的火山口》一书,它引起了广大读者的极大兴趣。读者们如此喜爱这本书,这是完全可以理解的,因为作者在该书中将火山学家的工作描写得有声有色,他本人就曾多次在火山爆发中出生入死地冒过险。

当然,从写成这本书到今天,情况已经起了许多变化——当代火山学家已拥有先进的科学技术装备了,他们依靠非常精密的仪器和现代的工具,已可以较为安全地接近火山爆发点了。不过,火山学家的气质仍然未变,其危险性也不曾减少。对火山学家来说,冒险是常常不可避免的。为此,我们摘录了塔齐耶夫书中的一个片断:

“我差不多已来到了这个无底洞的洞口,向下一看,里边好像是被深渊正在吞食着的一块巨石似的。它毕竟是一个直径达10~15米的垂直山洞啊!它的四壁是那样炽热,就像面团似的伸缩着,软乎乎的洞壁上,不时脱落下大块大块的火团,金光闪闪地掉下去,消失了——被耀眼的深渊吞没了。

尽管洞内喷着浓烈的褐色烟团,但也无法遮掩那蔚为壮观的、沸腾不止的喷火口。这儿可不是好玩的地方,要知道,它是可以熔化任何坚硬物质的炽热岩浆啊!

火山喷射口真是太迷人啦,它使我忘记了自己随时有可能完蛋的危险,忘记了自己的鞋底已被烤焦,我只是机械地一会儿抬抬右腿,一会儿抬抬左腿。我全神贯注地凝视着这口熊熊燃烧着的火井,里边不断传来隐隐约约的隆隆声、震耳欲聋的爆炸声和打闷雷似的吼声。

我下意识地猛一闪身——火山口里喷射出一根火柱,嗖的一声擦着我的脸飞过去!

会完蛋吗?最后再向无底洞里看上一眼吧——它是多么可怕而神奇啊!继续朝前走去,准备绕喷火口走一圈,突然间,我背上重重地挨了一击。是天上扔下来的炸弹么?我屏息发愣,摸不着头脑。几秒钟以后,我转过头来一看——脚旁边有一个像大面包似的东西正在慢腾腾地熄灭。”

塔齐耶夫可算是走运的了,有许多情况却并非如此。

1980年5月18日,美国东北部的圣海伦斯火山在“睡了”一大觉(约1123年)以后,突然“苏醒”过来!两位美国青年地质学家赶来拍摄火山奇观——打算将火山爆发的实况自始至终地拍摄下来。结果,他们没能拍摄完火山奇观,而倒将自己的不幸遭遇拍摄下来了。他们的电影胶卷被烧坏了不少的地方,但总的来说,还是颇为完整的——是一部十分珍贵的文献资料,它是这两位青年科学工作者英勇行为的“见证”和报道火山爆发过程的真实记录。在此,不由地使人又想起了恩培多克勒,特别是老普里尼来,他们也是在临死之前真实地记录下了火山爆发时的情景啊!

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,说不上那一天又会突然“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,可谁知却突然爆发起来。

世界上有不少山都是死火山,如厄尔布鲁士山、卡兹别克山和阿拉阿特山,俄罗斯的乌拉尔山脉和阿尔泰山脉也有类似的火山。仅在乌兹别克斯坦,就曾发现50座古老的火山呢!其中最古老的火山已达2.5亿年!而最年轻的火山只有160年。中亚细亚地区最后一次火山爆发于5000万年之前,爆发地点在吉尔吉斯的伊塞克库尔湖地区。

科学家正在法国、匈牙利和欧洲中部地区寻找昔日火山活动的遗迹。

地质学家们都知道,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。

古老的火山在某些地方留下了十分明显的痕迹。丹麦作家约根·比奇在《在阿拉伯披纱的后面》一书中,是这样描写他在亚丁湾所目睹到的情景的:

两岸的悬崖峭壁奇形怪状,令人望而生畏;它们仿佛是用世界上的一切痛苦塑造出来的,充满了神秘感。这些悬崖峭壁是在好几千年以前的一次火山爆发中形成的。

当你望着耸立在大海与陆地分界处的那些巨大火山锥的时候,一定会这样想:这些东西大概不是在地球上形成的,而是月球景观的一部分吧!在许多地方,陡峭的火山底部突兀地冒出海面,火山锥则直倾大海,似乎眼看着它们就会坠入大海。

有的火山锥黑糊糊的;有的却被一层凝固了的火山熔岩所覆盖,呈现出血红色,它们使人产生一种印象——这里似乎有赤热的金属熔液在沸腾!这儿的火山虽然在很久以前就熄灭了,但它总使人们产生这样的想法——火山马上就要爆发似的!

什么是火山?它为什么要爆发呢?

关于这些问题,火山学家们虽然已经说过不少了,但远远不是详尽无遗。看来,只有当科学发展到能详尽地研究地球的构造,并且能对它的产生和发展过程有一个充分而足够的认识时,上述问题才能得到圆满的回答。目前,科学家们也只能做出一些猜测的、假设的和理论上的答复,而这些猜测、假设和理论还有待于进一步检验和证实。可是,这些问题又是比较难解决的,需要搜集足够的间接证据,或者是做出物理、地质化学和数学模式来。不过,无论是哪一种现代化的模式,毕竟总不是那种自然现象本身——而自然现象则常常要比其模式复杂得多。

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℃!用通常的观点来看,地心的压力就更是一个奇迹了——每平方米就要承受3.7×1010千克的压力!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。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。

地球外壳是从来不知道什么叫做安静的,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,当它一旦到达地壳表层时,这些气体就首当其冲地喷出地面来!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,以至能使其中的石块像炮弹似的弹上8~9千米的高空!然后才是岩浆喷出来。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!

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“启动机制”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!

一般说来,火山爆发虽然有共同的特征,但它们的爆发形式却各不相同。

在加勒比海的马提尼克岛上,有一个叫做圣皮尔的港口城市。在长达半个世纪的时间里,该城居民一直能看见蒙坦皮尔火山在不断地冒烟。在他们的记忆中,这座火山曾在1851年爆发过一次,但规模并不大,人们几乎已经将它忘记了。因此,这里的人们对蒙坦皮尔火山冒烟已经习以为常了。每逢礼拜日,人们就纷纷上山游玩,不少人还在火山口周围举行野餐呢。

可是,从1902年春天起,蒙坦皮尔火山却开始冒浓烟了,火山上空经常是浓烟笼罩,黑沉沉的。有时,还能听见地底下传来沉闷的隆隆声。后来,这种声音越来越大,火山上空的烟柱也不断扩展;附近的一些动物首先感觉到了火山即将爆发的危险性。一条条蛇从山上的缝隙里爬出来,候鸟不再飞到这儿栖息,海员们常常能看到一种奇怪的现象:在无风的天气里,海湾深处却出现了波浪,海水突然变得暖和起来。

在火山附近的一些塔楼和居民点上,已经有稀稀落落的火山灰降落下来,不久,这座港口城市里也落满了火山灰。情况变得严重起来,随时有可能发生火山爆发。可是,城市当局正忙着筹备即将到来的选举活动,他们认为,在这次选举结束之前,不能放走任何一个选民。为了安定人心,他们四处张贴种种通告和公告,要大家不必惊慌,火山不会马上爆发。

3天之后,大祸临头了!火山怒吼着,大量熔岩、火山灰、沙子和气体蜂拥而出。熔岩形成的火河势不可挡地朝山下冲来!它所到之处,立刻燃烧起了熊熊烈火,一切都化为灰烬。

这座港口城市里的居民,除了一个正在坐牢的黑人老头幸免于难之外,其余的人通通惨死!这位黑人老头之所以能活下来,是因为厚实的监牢墙壁挡住了火河。在短短的几分钟以内,竟有2.8万人死亡。火河所掀起的巨大气浪,竟将那些想跑上船只避难的人们抛入了大海。

火山爆发之后,火山口内渐渐聚满了稠糊糊的、半凝固状态的熔岩。3个礼拜以后,火山口里“长”出了一根高达半千米的熔岩石柱!后来,这根石柱渐渐倒塌了。