探秘美國黃石公園

臧敬

2009年，影迷們通過羅蘭·艾默里奇的災難大片《2012》，記住了一個奇艷詭譎的神秘之地——美國黃石公園。它是美國國家公園，也是世界上第一座國家公園，成立于1872年，于1978年被列為世界自然遺產。它被美國人自豪地稱為“地球上最獨一無二的神奇樂園”。

這是一片廣袤而潔凈的原始自然區(qū)，是一個實實在在的荒野，是保存于美國48個州中少有的大面積自然環(huán)境之一，它以保持自然環(huán)境的本色而著稱于世，其神奇“超乎了人們的想象”

“大黃石生態(tài)系”是地球上保存最完整、面積最大的溫帶生態(tài)系。而黃石公園則處于整個“大黃石生態(tài)系”的核心地區(qū)。6000萬年以來，黃石地區(qū)在地質年代里多次發(fā)生地震和火山爆發(fā)，大的火山爆發(fā)發(fā)生過三次，而最后一次可能爆發(fā)在兩百萬年前，更有可能就是在60萬年前。

神秘的地質奇觀

黃石公園地處美國西部北落基山和中落基山之間的熔巖高原上，絕大部分在懷俄明州的西北部，并向西北方向延伸到愛達荷州和蒙大拿州，海拔2134～2438米，面積8956平方公里。黃石公園道路總長500多英里，小徑總長1000多英里，黃石湖、肖肖尼湖、斯內克河和黃石河分布其間。公園四周被卡斯特、肖肖尼、蒂頓、塔伊、比佛黑德和加拉廷國有森林環(huán)繞。

黃石公園自然景觀分為五大區(qū)，即瑪默區(qū)、羅斯福區(qū)、峽谷區(qū)、間歇泉區(qū)和湖泊區(qū)。五個景區(qū)各具特色，但有一個共同的特色——地熱奇觀。黃石公園的熱噴泉為世界之最，人們統(tǒng)計出有3000多處溫泉、泥泉和300多個定時噴發(fā)的間歇泉，許多噴水高度超過100英尺。最著名的“老忠實泉”因很有規(guī)律地噴水而得名。從它被發(fā)現到現在的100多年間，每隔33～93分鐘噴發(fā)一次，每次噴發(fā)持續(xù)四五分鐘，水柱高40多米，從不間斷。

黃石公園的地熱景觀為全世界所矚目?？茖W家們發(fā)現，在黃石地表以下較淺的地方，熱流和熔巖活動極為活躍。3300米的地下深層熔巖為熱泉提供了充足的能量，百度的熔巖暖化了地下的泉水，泉水從地表裂縫流出、滲出或噴出，這便是我們看到的溫泉和熱泉。

黃石火山占地近9000平方公里，以黃石湖西邊的西拇指(west Thumb)為中心，向東向西各15英里，向南向北各50英里，構成一個巨大的火山口。

這個火山口下面，蘊藏著一個直徑約為70公里、厚度約為10公里的巖漿庫，這個巨大的巖漿庫距離地面最近處僅為8公里，并且還在不斷地膨脹，從1923年至今，黃石公園部分地區(qū)的地面已經上升了70厘米。研究表明，自2004年至今黃石公園內巨大休眠火山的高度一直在以驚人的速度向上抬升，特別是最幾年以來，該火山口底部的海拔高度平均每年上升超過7厘米，創(chuàng)下了自1923年以來的最快紀錄?？茖W家們認為，黃石公園內火山高度的增加很可能是因為地下7至10公里處有一些不斷膨脹的巖漿導致的。

專家表示，黃石火山噴發(fā)周期為60～80萬年，而至今距離上次噴發(fā)時間已經有64.2萬年了，這座世界上最大的超級活火山已經進入了紅色預警狀態(tài)，就算在不受外力(指太陽活動以及人工鉆探)的情況下它也隨時都可能噴發(fā)。

黃石公園有3處凝灰?guī)r是游客不可錯過的勝景，這三處巖層分別在距今大約210萬年前、130萬年前和64萬年前形成，由黃石公園內發(fā)生的三次火山大爆發(fā)產生的火山灰堆積而成。

凝灰?guī)r為一種火山碎屑巖引，成分主要是火山灰，是火山噴出后下落至地表的火山灰堆積固結成巖的產物?；鹕剿樾嘉镔|有50％以上的顆粒直徑小于2毫米，凝灰?guī)r外貌疏松多孔，粗糙，有層理，顏色多樣，有黑色、紫色、紅色、白色、淡綠色等。

奇特的森林樹種

眾所周知，森林里最怕的自然災害之一就是大火，在干燥的樹林里，火借風力，熊熊燃燒的火焰漫天席卷，將一切生命燒得一塌糊涂。但是在黃石公園，卻有一個非同尋常的管理理念；以火管理。只要不是人為因素造成，且不危及人的生命及財產，園內的巡邏員都不干涉，讓它自生自滅。

其間的緣由，我們還要從公園里一種特殊的樹種談起。

這種特立獨行的樹，叫做扭葉松。

黃石公園總面積的85％都覆蓋著森林，絕大部分樹木就是扭葉松，這是生命力極強的一種樹木。但是即便是生命力旺盛，扭葉松的樹皮又薄又脆，一旦發(fā)生火災，它與其他樹木一樣無法逃脫。

這其中的奧秘源自扭葉松堅固而緊閉的松果，是它們把種子儲藏起來。這些松果可以將種子保存3～9年。這樣，扭葉松就做好了死亡和轉世再生的準備，可以任憑山火肆虐了。因為當致命的火災吞噬了松葉和充滿松脂的薄樹皮時，很多松果只是被燒焦，表面熏黑了，一旦濃煙散盡，它們就會崩裂開來，將儲藏其中的種子播撒在廣闊的被清除干凈的地面上，于是新的一代立刻從灰燼中萌生，充滿勃勃生機。因此，這種樹不但堅守著自己的領地，而且每場山火過后，又都能將領地向遠方拓展。到今天，它均勻而稠密地分布在公園各處，幾乎把整個公園都變成了自己的王國。

扭葉松生長得十分緊密，就像甘蔗林一樣。比如這片森林：每棵樹直徑1.2～2.4米，樹高30米，樹齡平均175年。由于缺少陽光，下面的樹枝剛長出來就枯死掉落了。這些樹密密地排列著，它們的生長就是一場爭取陽光、爭取更多陽光的賽跑。因此它們筆直地沖上云霄。隨著山火越來越大，山地變得越來越干，奇妙的扭葉松以其強大的競爭力占據了幾乎整個美國西部地區(qū)。

森林火能夠帶來整個公園生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)物的再循環(huán)。一場大火過后，把土地裸露在陽光之下，黑灰大量吸收了太陽的熱能，成為催發(fā)種子的最好溫床?；鹕嘣跓龤б安莺凸嗄镜耐瑫r，也吞噬了妨礙植物生長的病蟲害以及有礙植物發(fā)芽生長的化學物質。濃煙覆蓋在臨近的地區(qū)，也可以殺死森林中的一些病原體，因此間接保護了森林。熾熱的大火還烤裂了巖石，又為一些喜愛陽光的拓荒樹種開辟了道路。火所燒毀的一切，從生態(tài)學的觀點來看，并非浪費，只是物質和能量轉換的一種形式。

當然，在大火中也有很多樹種是難逃厄運的。

美洲云杉和亞高山銀杉秀麗多姿，令人矚目。它們有高高的塔狀樹身，繁茂的樹冠生機盎然、光彩照人。這兩種樹木廣泛地分布在美國西部地區(qū)，攀援著每一座高山。然而這兩種樹有一個共同的弱點，它們都非常害怕山火。由于它們的樹皮非常薄，而且每年種子一旦成熟就立即被播撒出去，所以一旦起火，無論是樹木還是它們的種子都被無情地吞噬了。正因為這個原因，它們很快就被趕出山火肆虐的地區(qū)。現在，人們只能在海拔較高的山峰或濕潤的地方見到它們，那些地方最容易抵御火災的侵襲。

野生動物的天然的樂園

黃石公園的天然森林廣袤千里，棲息著北美水野牛、灰狼、棕熊、駝鹿、麋鹿、巨角巖羊、羚羊、羚牛、水禽、飛禽等野生動物。黃石公園99％的面積都尚未開發(fā)，從而大量的生物種類得以繁衍，這里擁有陸地上最大數量的、種類最多的哺乳動物。

熊是黃石國家公園的象征。人們在路邊常?？梢钥吹揭恢淮笮軒е粌芍恍⌒埽枳∮稳说钠嚿焓制蚴?，那種滑稽的樣子，煞是逗人愛憐。黃石公園范圍內目前大概有近千只熊。大部分是棕熊，小部分是黑熊。區(qū)分黑熊和棕熊并不能完全通過毛色來判斷，因為近一半黑熊毛色也是棕色。黃石雖然熊多，但分散在廣闊的山野間，并不容易見到?？上У氖?，熊的數量日漸減少，政府不得不采取措施對它們嚴加保護。

野牛曾蔓延整個美洲大陸。一百多年前，來自東部的拓荒者目睹了野牛大遷徙的壯觀景象，并且記錄了：“當野牛移動時，大地宛如鋪上了一塊黑色地毯，三天三夜，綿延不絕。”當時，遷徙的野牛有千萬頭。但是，人類一場場的獵殺，使野牛幾乎絕種。19世紀末，美國境內僅有位于蒙大拿州的國家野牛保護區(qū)及黃石公園還有少數的野牛生存，總數不下一百多頭。目前，黃石公園是野生野牛惟一的住所。

灰狼是野牛的天敵，但是，大部分野牛又重又強壯，甚至一群狼也不能制服它們。狼會耐心地等待孤單、幼年或因病掉隊、年老的野牛。它們從肋部攻擊野牛，把它推翻在地上，同時咬斷它后腿的腱。

人類為了保護瀕臨絕種的野牛，曾經大驅逐和捕殺過狼群。據說在1884年至1918年之間，僅蒙大拿州就槍殺和毒殺了8萬只狼。黃石國家公園的狼也在這個時期完全絕跡了。直到沒有了狼，人們才逐漸發(fā)現這種動物的存在對于保持自然界生態(tài)平衡的可貴。

可利用太陽能的嗜熱微生物

美國黃石國家公園的溫泉水溫都接近沸點，而且其中的含酸度足夠溶解生物體。但是，在這樣極端的環(huán)境中，仍然有一些生命力極強的嗜熱微生物存在，這些微生物產生的色素使得溫泉成為黃石公園一道獨特的美景。黃石公園溫泉中最著名的微生物就是水生棲熱菌。這些生活在黃石國家公園溫泉的原住民已經在地球上生活了幾十億年。

它們利用火山活動提供的能量來生長，也有些是利用太陽能。在25個門的細菌中有5個門可產生葉綠素，將太陽能轉化為有機體可吸收的營養(yǎng)，比如廣泛存在的好氧藍藻，占了地球光合作用的很大一部分?，F在又發(fā)現第六門微生物，嗜熱的酸性細菌。

賓夕法尼亞州立大學的分子生物學家Don Bryant蒙大拿州立大學微生物學家David Ward發(fā)現了共同基因的一些新機制：在不同物種間負責制造蛋白質的基因是不同的，還有一種基因是負責將太陽能轉化為化學能量，他們正研究一種綠硫細菌來尋找證據。這種綠硫細菌是非常特殊的，生存在120華氏度(66攝氏度)的高溫中。

盡管這種細菌門的名字是酸細菌，它卻可以在堿性環(huán)境下生長，與其親緣關系最近的微生物存在于黃石國家公園及泰國和西藏的溫泉中。有趣的是，這種微生物可能會通過擴大對太陽能的利用范圍來促進生物燃料微生物的發(fā)展。

沉睡60多萬年的火山出現異動

2012年初，據香港《文匯報》援引外媒報道，美國黃石國家公園一座沉睡了64萬年的超級火山，于過去7年來以破紀錄速度隆起，恐怕會發(fā)生史上第4次爆發(fā)。若真的爆發(fā)，厚達30厘米的火山灰將籠罩1600平方公里的區(qū)域，屆時美國將有2／3地區(qū)無法居住，航空交通癱瘓，數百萬計居民無家可歸，植物也可能消失殆盡。

報道指出，這座超級火山在過去210萬年中，總共爆發(fā)過3次?？茖W家自1923年起，開始記錄火山隆起速度，單是過去3年每年就上升了7.6厘米，前所未見。由于數據不夠全面，研究人員暫不敢斷言第4次爆發(fā)何時發(fā)生?；鹕降牡乇砺∑鸷芸赡苁且驗榈叵虏粩嗯蛎浀膸r漿擴張所致。

這一報道不由讓人們開始懷疑：2012災難的預言，是否真的會到來?

而在去年的觀測中，科學家首次呈像美國黃石國家公園地下羽流的導電圖像，結果顯示地下羽流區(qū)域遠大于之前地震波的勘測結果。美國猶他州大學研究員教授羅伯特·史密斯說：“這是一種全新、不同的方法呈現和觀測黃石國家公園的地下火山。”專家指出，這里目前還沒有爆發(fā)的可能。

在1700萬年前，被稱為“黃石熱點”的熾熱和半熔化巖石羽流首次在現今的俄勒岡州一愛達荷州一內華達州交界處噴涌，當北美洲緩慢地向西南方向漂移至黃石熱點，這里歷經了140多次巨大火山噴發(fā)，是地球歷史上最大規(guī)模的火山噴發(fā)。黃石火山曾在200萬年前、130萬年前、64萬年前各有一次爆發(fā)。爆發(fā)覆蓋了北美洲的一半。