火山考察探險錄

　　默拉皮火山爆發(fā)
　　
　　2010年10月25日，印度尼西亞發(fā)生7.7級強震，地震同時引發(fā)海嘯，造成超過400人死亡。10月26日，繼地震和海嘯發(fā)生后，距離地震震中13萬千米的默拉皮火山爆發(fā)。
　　默拉皮火山是在26日傍晚開始噴發(fā)的，在短短半小時之內(nèi)發(fā)生了三次猛烈噴射，火山噴出物高達1500米，在火山口上形成濃重的熱云和熱浪。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，自火山開始噴發(fā)以來，已造成超過120人死亡。
　　默拉皮火山海拔2968米，位于印度尼西亞第四大島爪哇島，是該國、也是世界上最活躍的火山之一。在爆發(fā)前幾周內(nèi)，地震活動顯著增多。默拉皮火山最嚴重的一次噴發(fā)是在1930年，致使超過1300人喪生。最近一次噴發(fā)是在2006年，致兩人死亡。
　　根據(jù)火山活動監(jiān)測數(shù)據(jù)，印度尼西亞國家火山活動監(jiān)測機構(gòu)早就發(fā)出警告：默拉皮火山所積蓄的能量可能觸發(fā)近年來最強有力的一次噴發(fā)，并在火山爆發(fā)前一天把預警級別上調(diào)至最高級別(表示隨時可能爆發(fā))，印度尼西亞當局也立即下令默拉皮火山附近的近兩萬名居民撤離至安全地帶。盡管這樣，仍然有一些居民因來不及撤離或不愿撤離被燙傷致死或吸入火山灰窒息而死，另外還有數(shù)十人被送到醫(yī)院救治。
　　
　　1　第一個進入火山口的人
　　
　　火山爆發(fā)帶來的破壞是巨大的。默拉皮火山爆發(fā)造成的悲劇再一次提醒人們：火山大爆發(fā)活動對人類構(gòu)成持續(xù)的威脅，它破壞建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施，吞噬、燒毀農(nóng)田，奪人性命。如果不是科學家夜以繼日地監(jiān)視火山的變化，火山帶給^類的危害可能更嚴重。實際上，科學家研究火山的主要目的就是救人性命，他們對火山了解得越多，就能越早地向人們發(fā)出警告。本文介紹一些火山學家的火山探險和研究活動，以幫助讀者了解有關(guān)火山研究的方法和取得的成果。
　　1538年4月13日，在三個同伴的祈禱聲中，布拉斯·德爾·卡斯蒂略身穿修道士服裝，頭戴一頂金屬頭盔，隨身攜帶一把錘子、一瓶葡萄酒和一個木制十字架，獨自爬進籃筐，然后被同伴用繩索垂放到尼加拉瓜一座最活躍的火山口里。
　　卡斯蒂略當然知道進入活火山口是一件非常危險的事情，但他對火山并不很了解，對于火山口中的熔巖湖更是一無所知。事前他只花了幾個月時間，在火山口的邊緣進行了一些研究探索。他看到了火山口下面噴著紅色火焰的裂縫，冒著泡的火焰湖，還聞到了硫磺氣體的氣味。他還聽說了關(guān)于這個火山口的許多故事。
　　西班牙軍隊曾于1522年開進尼加拉瓜，兩年后這座沉寂多年的被叫做“馬薩亞”的低矮火山開始噴發(fā)。自那以后，人們對它既恐懼又充滿好奇。它有兩個火山口，其中一個擁有一個永久性的熔巖湖。一到晚上，火焰就從火山口噴射出來，將整個山頂照亮?；鹕綒怏w不斷地從山腰處的裂縫里沖出，發(fā)出嘶嘶的聲響。一些膽大的人從火山口邊緣往下窺探，他們看到了下面熾熱的熔巖，有耐熔巖沸騰起來，從火山口像熾熱的噴泉一樣噴薄而出。
　　當時人們并不了解火山爆發(fā)是怎么一回事。當?shù)氐挠〉诎踩讼嘈胚@座火山是一位女神，他們甚至用活人來祭祀女神；西班牙征服者認為熔巖湖是通向地獄的人口；而這位無畏的修道士相信，火山口底部的湖里滿是液體的黃金。
　　1529年，一位名叫弗朗西斯·德博瓦迪利亞的修道士在火山口頂部豎立起一個俯瞰著下面熔巖湖的十字架，以此來驅(qū)除魔鬼。同年，西班牙一位著名的編年史家登上火山去“看火”，在火山頂上發(fā)現(xiàn)了一個無底深淵。他說，那個深淵“如此之大，用獵槍從這頭打一槍到不了那一頭”。他還說，火山口南側(cè)的地面上有一個深坑，坑底已經(jīng)崩塌，“坑洞底部噴射出燃燒著的水一樣的液體物質(zhì)，比燒紅的煤燃燒得更熾烈，比任何火焰都燃燒得更猛烈。”
　　卡斯蒂略從火山口看下去，只見蒸騰的熱氣白亮亮的，就像是熔化了的銀子，間雜著縷縷黃金般的光澤。面對巨大“財富”的誘惑，卡斯蒂略甘愿冒著高溫和有毒的危險，下到火山口里去一探究竟，哪怕是與魔鬼碰面，他也在所不惜。
　　卡斯蒂略被同伴從火山口放了下去。到達火山口底部后，他從籃筐里爬出來，激動地吻了吻鋪滿火山灰的地面，然后開始用錘子從閃亮的巖壁上和裂縫處收集樣本。他知道在沒有幫手的情況下獨自一人靠近熔巖湖很危險，所以只在火山口里待了三個小時便讓上面的人將他拉了上去。
　　三天后，卡斯蒂略和他的同伴們又返回火山口頂，這一次他幾個人一起下到了火山口里。他們利用一個滑輪系統(tǒng)將一口大鍋放人熔巖湖，但大鍋剛接觸到熔巖就被粘性了，他們費了好大的勁才將大鍋拔了出來，只取得了少量的熔巖樣本和還在燃燒的火山灰燼。在之后進行的第三次探險中，他們有了經(jīng)驗。在大鍋被熔巖粘住之前，快速將其拉出來，獲得了一些半熔化的熔巖塊。然而，在對這些樣本進行分析后，他們感到非常失望，因為那只是一些沒有什么價值的黑色石頭。
　　從表面上看，這是一個修道士受淘金的誘惑而進行的一次探險，但今天的火山學家認為，在卡斯蒂略的火山口探險報告中包含有這座火山過去歷史的大量有用信息。
　　今天的火山專家將卡斯蒂略下到火山口底部，用鍋從熔巖湖里獲取火山活動樣本的做法稱之為“瘋狂的舉動”?；鹕娇谶吘墭O不穩(wěn)定，一旦發(fā)生崩塌，飛石、熾熱的熔巖塊和有毒氣體隨時可能要了他的命?；鹕綄＜抑赋觯c熔巖湖打交道也是非常危險的，撲面而來的酷熱煙氣可能會灼燒眼睛，如果不戴口罩還可能導致呼吸困難。
　　卡斯蒂略成為美國最早的火山學家，盡管他本人并沒有意識到這一點?；鹕綄＜艺f，考慮到當時的技術(shù)水平，卡斯蒂略下到火山口深處進行的探險活動，完全可以與20世紀人類登上月球的壯舉相媲美。
　　
　　2　鉆入火山深入
　　
　　如果讓人畫一座火山圖樣，多數(shù)人都會勾勒出一個圓錐形的山峰，濃煙和熔巖從山頂噴薄而出。這類火山噴發(fā)將造成災(zāi)難性的后果，無論是1980年美國圣海倫斯火山的噴發(fā)，還是公元79年意大利維蘇威火山的噴發(fā)都證明了這一點。但是，科學家指出，一種被叫做“噴火山口”的火山噴發(fā)更加糟糕。噴火山口形成于大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)：火山巖漿房被完全清空，巖漿房上面的地面塌陷，形成一個圓環(huán)形的斷層線和一個巨大的凹陷中心；如果火山活動持續(xù)不停，凹陷的中心部分將被往上推，導致火山再次爆發(fā)。因此，這類火山的爆發(fā)威力比其也火山更加厲害。為了進一步了解噴火山口的潛在危險，科學家做出向坎皮佛萊格瑞火山深處進軍的計劃。
　　坎皮佛萊格瑞火山(CamapiFlegrei，源自于希臘語，意思是“燃燒的田野”)位于意大利那不勒斯市以西，雖然沒有該地區(qū)的另一座火山——維蘇威火山出名，但卻具有更大威脅：面積達13平方千米的巨大火山口坐落在一個活躍的巖漿房上?？财し鹑R格瑞火山形成于大約3.9萬年前的一次大爆發(fā)，當時火山噴出的火山灰一直飄散到了莫斯科。該火山的最近一次噴發(fā)是在1538年。而在過去的幾十年里，這一地區(qū)的地面一直在膨脹，這通常是火山即將噴發(fā)的不祥預兆。
　　與形成坎皮佛萊格瑞火山的那次大噴發(fā)規(guī)模相當?shù)淖罱淮位鹕奖l(fā)是1816年印度尼西亞的坦博拉火山爆發(fā)，造成7萬余人死亡，其中有約1.1萬人直接死于火山噴發(fā)。大量火山灰進人大氣層還造成了“火山冬天”，令美國和歐洲“失去了整個夏季”，導致北半球許多作物歉收，牲畜死亡。
　　噴火山口之最則在美國的黃石公園。與坎皮佛萊格瑞火山一樣，黃石火山至今仍然非?；钴S，其最近一次噴發(fā)是在64萬年前，向大氣中噴發(fā)的巖石和塵土多達1000立方千米。據(jù)認為，由此產(chǎn)生的全球氣候變化殺死了幾乎所有人類，只有幾千人幸存下來。像黃石火山這樣的超級火山爆發(fā)十分罕見，但一旦噴發(fā)，將會對人類構(gòu)成嚴重威脅。
　　科學家將在坎皮佛萊格瑞火山口東部進行鉆探。鉆探工作將一直延伸到地下4000米處。各種傳感器將被插入火山深處，以準確地找到巖漿房的位置，并收集巖漿房內(nèi)及其周圍的火山活動數(shù)據(jù)。所有這些測量儀器都被要求能夠承受600℃的高溫?？茖W家希望能遇到超臨界狀態(tài)流體，盡管巖漿房還在6000至7010千米的地下深處。
　　這個鉆探項目也引起了一些爭議。持反對意見者擔心鉆探行為可能會將火山內(nèi)部的一些重金屬和其他污染物釋放到地球表面，甚至可能觸發(fā)地震事件，再次引起火山爆發(fā)。今天，坎皮佛萊格瑞火山周圍地區(qū)都已經(jīng)高度城市化，除了那不勒斯城之外，還有許多小城鎮(zhèn)和村莊。實際上，1982年至1984年期間，由于火山口中心地而以每年一米的速度升高，導致位于這個位置的波佐利鎮(zhèn)上的3萬居民疏敞撤離。
　　盡管存在爭議，科學家仍然認為這種深鉆工作至關(guān)重要的，它可以讓我們對火山下層的地熱系統(tǒng)，巖漿的化學成分，以及巖漿和水的交互作用等有更多的了斛，此外，這利，考察還能為如何利用地熱能源提供一個新的視角——對火山底下的超熱流體能量加以回收利用，可以為渦輪發(fā)電機提供能量。生活在火山口附近雖然有著巨大的危險，但廉價環(huán)保的發(fā)電供點潛力是否能讓生活在這里的人們獲得一些補償呢?科學的火山深處考察探險活動也許能給出一個答案。
　　
　　3　與火山熔巖近距離接觸
　　
　　德魯·布里斯托爾身穿隔熱防護服，沿著火山口內(nèi)側(cè)向下縋去。在他腳下約30米的熔巖湖里，熾熱的熔巖沸騰著，向空中噴射達10余米。在幾年前的最近一次噴發(fā)后，火山余威仍在，“悶燒”狀態(tài)中的火山仍不時發(fā)出噼啪聲和爆裂聲。只要一個失腳，或者冒著泡沫的熾熱熔巖的一次突然上涌，他就可能被火山吞噬并立即化為灰燼。
　　布里斯托爾轉(zhuǎn)身面對攝像機鏡頭微笑并揮了揮手?；鹕綄W家杰夫·麥克利拍攝下了這段驚險的火山探險片斷。
　　馬魯姆火山位于澳大利亞以東約2000千米的瓦努阿圖(新赫布里底群島)，是一座活火山。這里是高度危險的火山區(qū)域，火山持續(xù)不斷地噴出火山灰煙往，直達島嶼上空1.6千米的高度。官方提醒游客最好在遠離火山口的地方遠距日5觀察，但麥克利和他的探險隊非常想進^火山近處探險，體驗?zāi)欠N令^驚悚的感覺。
　　對現(xiàn)年44歲的麥克利來說，馬魯姆火山之行是他籌劃了十年的一個夢想。他說，“生命中任何事情無法與近距離接觸火山奇觀所帶來的極度興奮感覺相比擬?！丙溈死呀?jīng)攀爬過世界各地偏遠地區(qū)的幾十座死火山。多年來，這位火山學家兼電影制作^和攝影師坐飛機在世界各地飛來飛去，進入危險區(qū)域拍攝下珍貴的火山探險照片。在最近的這次探險活動中，他與探險隊的其他人一起，成為首批冒險與上個世紀曾多次爆發(fā)的活火山如此近距離接觸的人。
　　麥克利等人在這座火山的邊緣處架設(shè)好拍攝設(shè)備。有人問：“人的血肉之軀能夠與沸騰的熔巖如此近距離接觸嗎?”麥克利解釋說：“我們使用的是長鏡頭，因此熔巖與身穿隔熱防護服的德魯之間的距離看上去要比實際距離更近一些。他當時距離熔巖湖湖面大約有100米，這樣的距離確實有些太近，所以他才需要穿上防護服。其實，其他人距離熔巖湖更近，感受到的高溫炙烤也比德魯強烈得多，只是由于攝像角度的關(guān)系，讓人感覺我們似乎還在他上面一點?！?br/>　　馬魯姆火山所在的這座小島上只有約8000居民，他們視馬魯姆火山為神圣之地，唯恐攀登火山會給他們帶來不幸。麥克利沒有當?shù)厝说哪敲炊嗟膿鷳n。他說，他的探險隊本來還可以下降至馬魯姆火山內(nèi)部更深處，但沒有足夠長的繩索。他計劃在幾個月后重返馬魯姆火山，迎接向火山更深處進軍的挑戰(zhàn)。
　　
　　4　探訪火山口生命世界
　　
　　巴布亞新幾內(nèi)亞的博薩維火山是一座死火山，其巨大的火山坑直徑約3000米，是20萬年前一次爆發(fā)的產(chǎn)物。如今，火山坑早已成為茂密的原始森林?？茖W家一直部有一種直覺，認為它應(yīng)該是發(fā)現(xiàn)各種珍稀動物的寶庫——生活在1000米深的巨大火山坑中，經(jīng)過幾千年與世隔絕的進化歷程，它們的模樣和習性一定與我們所熟悉的物種存在較大的差異。
　　
　　最近，由科學家和紀錄影片攝制者等組成的一支國際探險隊，在牛津大學自然歷史博物館的喬治·麥克加文博士率領(lǐng)下，對博薩維死火山進行了一次為期五周的科學探險活動。
　　在當?shù)厝说闹敢蛶椭?，探險隊登上山頂并進入火山坑。這里非常炎熱，探險隊員們個個汗流浹背。正如科學家事先所預想的那樣，火山口里是一個繁榮的生命世界。
　　攝影師在火山斜坡叢林地帶架設(shè)紅外線攝影器材，他們首先拍攝到的是一種貓樣大小的巨鼠。探險隊員對其頸大的體形感到震驚，然而它們的的確確是老鼠，和在城市下水道發(fā)現(xiàn)的同類長相一樣，只是個頭大了許多。令人難以置信的是，這種老鼠一點也不懼怕人類，它們就趴在探險隊員的身旁細嚼慢咽獲得的食物。由于這種巨鼠只在博薩維山有發(fā)現(xiàn)，科學家將其命名為“博薩維毛鼠”?？茖W家設(shè)法捕捉到一只活鼠，經(jīng)測量，它體長82厘米，重15千克，渾身長滿濃密的銀灰色長毛，這顯然有利于它在山頂寒冷環(huán)境下生存。這種巨鼠吃素，主要以植物的種子和果實為生，喜歡像樹懶一樣爬樹玩耍。
　　
　　在這次考察中，科學家共確認了40多個新物種，包括兩棲動物、哺乳動物、鳥類、爬行動物、無脊椎動物以及植物，其中有許多是科學文獻上從未有過記載的。科學家發(fā)現(xiàn)的新物種包括：善于偽裝的壁虎，長著毒牙的青蛙，毛刺細長濃密的毛毛蟲，全身毛茸茸的蜘蛛。還有一種特別有意思的魚，可以從其魚鰾發(fā)出哺乳動物睡覺打鼾時發(fā)出的那種呼嚕聲。科學家還在火山坑中發(fā)現(xiàn)了一種前所未見的有袋動物，他們稱之為“博薩維袋猴”。這種哺乳動物看起來很容易與人相處，居然可以無畏地坐在專家的肩上。
　　
　　5　考察海底火山生物群落
　　
　　NWRota-1是地球上目前唯一能夠在爆發(fā)時進行近距離觀測的海底火山。
　　2009年4月，一支國際科學考察隊攜帶遙控機械人“賈森”登上“托馬斯·湯普森號”海洋研究船，開始了對西太平洋附近關(guān)島海底火山活動的考察與探險，他們在海底獲得了令人矚目的NWRota-1噴發(fā)活動的新信息。考察報告稱，在過去三年里，那里的噴發(fā)活動異?；钴S，令人驚訝的是，火山活動竟然孕育著一個獨特的海底生物群落。
　　科學家首次觀察到NW Rota-1噴發(fā)是在2004年，之后在2005年又再次觀察到，而最近這一次則發(fā)現(xiàn)了一個高40米、寬300米的新的火山錐。這個火山錐有12層樓那么高，寬如城市街道。探險人員在海底發(fā)現(xiàn)，隨著火山錐變得越來越大，生活在火山口上的海洋生物群落也越來越興盛。在這個不同尋常的生態(tài)系統(tǒng)中生活著蝦、蟹、帽貝和藤壺等海洋生物，其中一些是新發(fā)現(xiàn)的物種。這些生物對周圍的環(huán)境有著特殊的適應(yīng)能力，能夠在對于其他很多海洋生物來說異常嚴苛的有毒化學環(huán)境條件下依然生氣勃勃。
　　那么，頻繁的火山活動與海洋生物群的增多是否有直接的聯(lián)系呢?生物學家認為，滋養(yǎng)著這里的海洋生命的正是不斷噴發(fā)中的火山。這些海洋生物大部分都分布在為它們提供食物的海底熱液口附近。這些海洋生物對火山環(huán)境的適應(yīng)引起了科學家極大的興趣。
　　一種被命名為“Loihi”的蝦以前只活動在離這里很遠的夏威夷附近的一些小火山處，它們以生長快速的細菌為食，并，總是試圖避開火山爆發(fā)對它們造成的危害。觀察發(fā)現(xiàn)，當火山爆發(fā)時，這些蝦就會大批逃離。一些以LoihiKdFKsO+P4455RnsxszN1GhecEquVoVs0IHdpARc7eHw=蝦為食的海洋捕食動物如果太過靠近火jhxDFdU0xoPvRPX8c4T2aGOQNHgvmMR6ztVZs+Si4D4=山煙柱就會死亡，研究人員曾在火山附近看見一些奄奄一息的魚和魷魚等。
　　對NW Rosa-1火山的研究之所以很重要，是因為它是研究海底火山活動與海底熱液性態(tài)系統(tǒng)之間關(guān)系的最好的“天然實驗室”，那里很可能是地球生命的發(fā)源地。不間斷噴發(fā)的火山活動，即使在陸地上也是不尋常的，這就給了科學家一個極好的機會，可以借以了解他們一直無法直接觀察的現(xiàn)象?；鹕皆跍\水處的爆發(fā)可能造成巨大的爆炸和海嘯，給觀察者帶來極大的危險，但科學家可以放心地觀察深海底的火山噴發(fā)，獲得關(guān)于熔巖與海水之間相互作用的珍貴資料。
　　科學家指出，海底火山煙柱與陸地上的火山煙柱完全不同，后者充滿水蒸氣和火山灰，以及其他肉眼不可見的氣體，而在海洋中，蒸氣遇水冷凝并立即消失，清晰可見的是二氧化碳氣泡，以及二氧化硫與海水混合之后，由熔融的硫的微小顆粒形成的濃密霧氣，這些噴發(fā)出來的火山灰呈極酸性，比胃酸還厲害，對于住在附近的生物群落來說是一個極為嚴峻的挑戰(zhàn)。人類活動產(chǎn)生大量二氧化碳造成海洋酸化問題現(xiàn)在已經(jīng)引起高度關(guān)注，海底火山則為科學家提供了一個可以研究海洋生物如何適應(yīng)極端酸性條件的好地